Investigadores del Instituto de Ciencias Integradas de Materiales Celulares de la Universidad de Kyoto iCeMS en Japón han diseñado un pequeño dispositivo 'cuerpo en chip' que puede probar los efectos secundarios de los medicamentos en las células humanas. El dispositivo resuelve algunos problemascon dispositivos microfluídicos similares actuales y ofrece una promesa para la próxima generación de pruebas de drogas preclínicas.
El Corazón Integrado / Cáncer en un Chip iHCC se usó para probar la toxicidad del medicamento contra el cáncer doxorrubicina en las células del corazón. Los investigadores, dirigidos por Ken-ichiro Kamei de iCeMS, descubrieron que, mientras que el medicamento en sí no eratóxico para las células del corazón, fue un metabolito de la droga resultante de su interacción con las células cancerosas.
El dispositivo es más pequeño que un portaobjetos de vidrio para microscopio. Contiene seis cámaras pequeñas; cada dos están conectadas por microcanales con una serie de entradas y válvulas de puerto. Una bomba neumática controla el movimiento del fluido a través de los canales. Cada dos cámaras y sus cámaras separadasEl sistema de microcanales constituye un banco de pruebas. Tres bancos de pruebas en el dispositivo permiten la introducción de cambios menores en cada cama para comparar resultados simultáneamente.
El equipo probó por primera vez los efectos de la doxorrubicina en las células del corazón y las células de cáncer de hígado cultivadas por separado en pozos pequeños. El medicamento tenía el efecto anticancerígeno esperado en las células cancerosas sin causar daño a las células del corazón.
Luego realizaron la prueba con el dispositivo iHCC. Las células del corazón se colocaron en una cámara mientras que las células de cáncer de hígado se colocaron en la otra. La doxorrubicina se introdujo en un medio de cultivo celular que circula a través de un sistema de microcanales de circuito cerrado que conecta los doscámaras, imitando el sistema circulatorio de la sangre. De esta manera, el fármaco fluye unidireccionalmente en un bucle continuo a través de ambas cámaras.
El equipo encontró signos de toxicidad tanto en el cáncer como en las células del corazón. Presumieron que un compuesto, el doxorrubicinol, que es un subproducto metabólico de la doxorrubicina que interactúa con las células cancerosas, estaba causando el efecto tóxico.
Para probar esto, agregaron doxorrubicinol a las células del corazón y las células de cáncer de hígado cultivadas por separado en pozos pequeños. Era tóxico para las células del corazón pero no para las células cancerosas.
Cuando se agrega doxorrubicina sola a las células de cáncer de hígado, la cantidad de doxorrubicinol producida es demasiado pequeña para ser tóxica para las células del corazón. El equipo cree que esto se debe a que la cantidad de medio de cultivo celular necesario para las pruebas bien diluidas diluyemetabolito.
Por el contrario, cuando se introduce doxorrubicina en el iHCC, el metabolito no se diluye cuando se mueve a través del sistema de circulación de microcanales porque se necesita un volumen menor de cultivo celular. Como resultado, el fármaco tiene un efecto tóxico en las células del corazóna través de su metabolito.
El dispositivo requiere mejoras adicionales, pero el estudio demuestra cómo este concepto de diseño podría usarse para investigar los efectos secundarios tóxicos de los medicamentos contra el cáncer en las células del corazón mucho antes de los costosos ensayos clínicos. El estudio fue publicado en la revista Real Sociedad de Avances Químicos .
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Materiales proporcionados por Universidad de Kyoto . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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