Para comprender mejor las membranas biológicas importantes, es necesario explorar nuevos métodos. Los investigadores de la Universidad Técnica de Viena (TU Wien) han logrado crear una barrera placentaria artificial en un chip, utilizando un proceso de impresión 3D de alta resolución, ha publicado el centro.
La placenta tiene una tarea esencial y altamente compleja: debe garantizar el intercambio de sustancias importantes entre la madre y su hijo por nacer, al mismo tiempo que bloquea el paso de otras sustancias. Hasta ahora, no se ha comprendido completamente de qué depende la permeabilidad de la placenta; después de todo, es increíblemente difícil investigar su función en humanos directamente.
Las pruebas iniciales ya han demostrado que la placenta artificial en el chip se comporta de hecho de manera similar a la placenta natura
Por esta razón, los expertos han creado ahora un modelo de placenta artificial que se parece mucho al órgano natural. A partir de un proceso de impresión 3D, basado en láser de femtosegundo especialmente desarrollado, es posible producir membranas de hidrogel personalizadas directamente dentro de chips de microfluidos, que luego se llenan con células de placenta. Esto significa que ahora es posible proporcionar claridad en algunos temas de investigación vitales, como el intercambio de glucosa entre la madre y el niño.
"El transporte de sustancias a través de membranas biológicas juega un papel importante en diversas áreas de la medicina", apunta el profesor Aleksandr Ovsianikov del Instituto de Ciencia y Tecnología de Materiales de TU Wien. "Estos incluyen la barrera hematoencefálica, la ingestión de alimentos en el estómago y el intestino, y también la placenta", añade.
Existen, por ejemplo, numerosos estudios que demuestran que las enfermedades en la madre, como la diabetes, pueden tener un impacto en el feto. La presión arterial alta también puede afectar el transporte de sustancias al feto. Hasta ahora, sin embargo, ha sido casi imposible investigar la forma en que interactúan los muchos parámetros involucrados en tales casos.
EL ÓRGANO EN UN CHIP
Los investigadores de la Universidad de Viena están trabajando en la replicación de estructuras de órganos en chips compactos con el fin de investigar aspectos importantes de su función en condiciones controladas. "Nuestro chip consiste en dos áreas: una representa al feto y la otra a la madre", explica Denise Mandt, que trabajó en el proyecto como parte de su tesis. "Usamos un proceso de impresión 3D especial para producir una partición entre ellos: la membrana de placenta artificial".
"Esta tecnología 'órgano en un chip' es un enfoque revolucionario en biomedicina, que ha generado un gran interés en el diagnóstico clínico, la biotecnología y la farmacia en los últimos años", dice el profesor Peter Ertl, jefe del chip de la célula grupo de investigación que jugó un papel clave en el proyecto. "La creación de mini órganos humanos en un chip debe permitir el desarrollo de enfoques terapéuticos específicos del paciente, y también representa un método vital para reemplazar los experimentos con animales".
Gracias al chip se pueden monitorear de cerca importantes parámetros biológicos, como la presión, la temperatura, la geometría y el suministro de nutrientes de los mini órganos, así como la administración de medicamentos. Esto permite observar con precisión la progresión de la enfermedad y las tasas de curación.
Las pruebas iniciales ya han demostrado que la placenta artificial en el chip se comporta de hecho de manera similar a la placenta natural: se permite el paso de pequeñas moléculas, mientras que las grandes se retienen. El modelo ahora está destinado a ser utilizado específicamente para investigar aspectos importantes del transporte de nutrientes de la madre al feto.
