Publicado: 
18 de abril de 2019

De tal palo, tal astilla

La expresión “de tal palo, tal astilla” ha adoptado un nuevo significado. Los científicos están utilizando células y tejido del cuerpo humano para crear versiones 3D de órganos humanos vivos dentro de estructuras transparentes. Estos innovadores ‘chips con tejido’, que tienen aproximadamente el tamaño de una unidad de almacenamiento en miniatura, constituyen una enorme promesa para mejorar los ensayos que se llevan a cabo en fármacos, así como las investigaciones de enfermedades, la personalización de tratamientos médicos y más. Algunos de ellos serán enviados a la Estación Espacial Internacional (EEI) mediante una colaboración entre los Institutos Nacionales de Salud (National Institutes for Health, o NIH, por sus siglas en inglés) y el Laboratorio Nacional de la EEI (ISS National Laboratory, en inglés), en asociación con la NASA.

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Representación artística de un chip biológico.

Estos chips pueden albergar diferentes tipos de células y tejidos e imitar las intrincadas funciones y respuestas biológicas de los órganos humanos de tamaño real, tales como los pulmones, el hígado y el corazón. Las células que crecen en ellos se comportan de manera más similar a las células de un órgano real que las células que se cultivan en placas de cultivo de células estáticas. Eso se debe, en parte, a que pueden entrecruzarse con minúsculos canales que tienen miles de células humanas vivas a través de los cuales puede circular aire, sangre, nutrientes, medicamentos, etc. Los investigadores incluso pueden introducir una enfermedad como el cáncer en un chip con tejido para estudiar el avance de la enfermedad.

La Estación Espacial está especialmente bien equipada para realizar investigaciones de avanzada en esta tecnología. Lucie Low es la gerente del programa científico para el Centro Nacional para el Avance de las Ciencias Traslacionales (National Center for Advancing Translational Sciences, o NCATS, por sus siglas en inglés), en el NIH. Low explica:

“La microgravedad causa cambios en la fisiología humana que se traducen directamente en patologías de enfermedades aquí en la Tierra. En un par de semanas bajo condiciones de microgravedad, podemos crear un modelo de algo que, para que pueda llegar a ser clínicamente relevante, podría llevar 10 o 15 años aquí en la Tierra. Entonces, podemos comenzar a entender y descubrir patologías de enfermedades mucho más rápidamente”.

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Imagen cortesía del Laboratorio Bioline, Universidad de Pennsylvania.

Otras áreas de estudio relacionadas con los chips con tejidos en el espacio incluyen la respuesta inmunitaria del sistema respiratorio, la función renal, la barrera hematoencefálica, las enfermedades reumáticas, como la osteoporosis, y el envejecimiento del sistema inmunitario. Los conocimientos que se tienen a partir de estos estudios podrían ayudar a los investigadores a comprender mejor las enfermedades, diseñar tratamientos y agilizar los ensayos que se realizan sobre nuevos fármacos candidatos.

En el futuro, los chips con tejidos también podrían colaborar en el avance de la medicina de precisión (cuidados sanitarios personalizados con tratamientos y prevención de enfermedades que tengan en cuenta los genes, el ambiente y el cuerpo del paciente). Cada individuo reacciona de manera diferente al cáncer, los trastornos genéticos y las infecciones.

Low dice: “Usar los chips con tejido es una manera de entender con exactitud, en un sistema modelo absolutamente controlado, qué le está sucediendo a una persona específica”.

Esto, a su vez, podría ayudar a los investigadores a predecir las respuestas de la población.

Low agrega: “Podríamos usar chips con tejido para precisar qué es lo que hace que el cáncer, en un grupo de personas en particular, responda de manera particular a un fármaco particular, o qué clase de fármaco podría ser más útil para una población que para otra”.

Los científicos están trabajando, incluso, en un ‘humano en un chip’, donde chips con tejido para varios órganos se unirán para imitar la fisiología completa del cuerpo. Los investigadores podrían entonces poner a prueba los efectos potenciales de una sustancia, como por ejemplo un fármaco, sobre todo el cuerpo antes de someterla a ensayos en seres humanos.

La científica destaca: “Esencialmente, colocas todas estas células juntas y les proporcionas los nutrientes que necesitan para ‘hacer lo suyo’. Esto es, literalmente, como tomar una partecita tuya, colocarla en un ‘hogar lejos de casa’, dejar que las células conversen y observar cómo responden a diferentes tensiones y diferentes fármacos”.

La verdad científica puede ser más extraña que la ciencia ficción.

Para conocer sobre los experimentos científicos que se llevan a cabo en la Estación Espacial, visite: www.nasa.gov/iss-science.

Para obtener más información sobre avances en y fuera de la Tierra, visite: ciencia.nasa.gov.