INVESTIGACIÓN

Un chip microfluídico imita las vías respiratorias de pacientes con fibrosis quística

El chip podría proporcionar la primera plataforma de pruebas preclínicas avanzadas para tratamientos de fibrosis quística y aumentar la comprensión de la enfermedad

Fibrosis quística modelada en un chip de las vías respiratorias del pulmón humano  (Foto. CSIC Archivo)
Fibrosis quística modelada en un chip de las vías respiratorias del pulmón humano (Foto. CSIC Archivo)

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27.12.2021 - 00:00

Investigadores del Instituto Wyss de Harvard han desarrollado un chip microfluídico que imita las vías respiratorias de los pacientes con fibrosis quística.

Al incluir células de las vías respiratorias pulmonares de pacientes con fibrosis quística dentro del dispositivo, el equipo pudo reproducir muchas de las características distintivas de la enfermedad, incluida una capa de moco espeso, inflamación y crecimiento bacteriano.

El chip podría proporcionar la primera plataforma de pruebas preclínicas avanzadas para tratamientos de fibrosis quística y aumentar la comprensión de la enfermedad.

La fibrosis quística es una enfermedad hereditaria e implica la producción de moco espeso dentro de las vías respiratorias y en otros órganos del cuerpo. La condición progresiva resulta en episodios repetidos de infección e inflamación, que eventualmente causan cicatrices pulmonares e insuficiencia respiratoria.

La fibrosis quística es una enfermedad hereditaria e implica la producción de moco espeso dentro de las vías respiratorias y en otros órganos del cuerpo

Si bien el pronóstico para la mayoría de los pacientes con fibrosis quística ha mejorado considerablemente en las últimas décadas, muchos no viven más allá de los 30 o 40 años, lo que destaca la extrema necesidad de tratamientos más efectivos.

Parte del problema implica la falta de modelos in vitro confiables de fibrosis quística que dificulta la prueba de nuevas terapias y la comprensión de la dinámica de la enfermedad y el ciclo de infección bacteriana repetida a nivel celular.

Estos investigadores han tomado medidas para abordar esto y han utilizado células de las vías respiratorias de pacientes con fibrosis quística para crear un modelo microfluídico de sobremesa que parece parecerse mucho a las vías respiratorias en la fibrosis quística.

MÁS CITOQUINAS INFLAMATORIAS

Los chips de fibrosis quística parecen imitar algunas de las características de la enfermedad. Por ejemplo, después de un período de cultivo de varias semanas, los chips de FQ contenían más citoquinas inflamatorias, una capa de moco más gruesa y niveles más altos de una bacteria introducidaPseudomonas aeruginosa, que está implicada en las infecciones torácicas por fibrosis quística. Esto estaba en marcado contraste con los chips que contenían células de las vías respiratorias de voluntarios sanos.

"Este primer modelo microfisiológico de una vía aérea con FQ imita de cerca lo que sabemos de las vías respiratorias en pacientes con FQ. Manteniendo la composición típica de todos los tipos de células relevantes, desarrolló una capa de moco más gruesa, y sus células ciliadas exhiben densidades más altas de cilios que laten a una frecuencia más alta en comparación con los chips de las vías respiratorias creados con células de las vías respiratorias de individuos sanos", ha señalado Ratnakar Potla, uno de los desarrolladores del dispositivo. "Es importante destacar que estos cambios patológicos se acompañaron de una respuesta inflamatoria mejorada en el epitelio bronquial de la FQ modelado que es muy similar a la observada en los pacientes con FQ", ha añadido.

"Ahora que podemos modelar con precisión la patología de la FQ, incluido el microbioma y las respuestas inflamatorias, en los chips de las vías respiratorias humanas, tenemos una forma de atacar los desafíos que son importantes para los pacientes con FQ", ha indicado Donald Ingber, otro investigador involucrado en el estudio.

"Las capacidades combinadas de este modelo in vitro avanzado pueden ayudar a acelerar la búsqueda de medicamentos que puedan amortiguar la respuesta inmune exagerada en los pacientes, tratarlos con terapias más personalizadas y ayudar a resolver los problemas que enfrentan los pacientes con FQ todos los días que no pueden abordarse con los tratamientos existentes", ha concluido el investigador.

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