Un chip de hígado para predecir la toxicidad de posibles fármacos en diferentes especies
Empleando la tecnología de órganos en chips, los investigadores han creado un "chip de hígado" capaz de predecir y caracterizar la toxicidad para el hígado de diferentes compuestos y candidatos a fármacos en ratas, perros y humanos. Estos nuevos chips proporcionan una plataforma más precisa y transferible para evaluar la toxicidad de posibles medicamentos que actualmente se prueban en estudios preclínicos con células y roedores u otras especies.
The scientists used their chips to study the effects of drugs such as TAK-875 on liver health, mitochondrial function (red) and reactive oxygen species (cyan). This material relates to a paper that appeared in the Nov. 6, 2019, issue of Science Translational Medicine, published by AAAS. The paper, by K.-J. Jang at Emulate Inc. in Boston, MA; and colleagues was titled, "Reproducing human and cross-species drug toxicities using Liver-Chips."
Credit: K.-J. Jang et al., Science Translational Medicine (2019)
Estos estudios con animales no siempre permiten predecir qué compuestos pueden causar toxicidad en las personas - un análisis reciente de 150 medicamentos reveló que los ensayos normativos en animales solo podían predecir el 71 % de las toxicidades en humanos - y los ensayos preclínicos de fármacos son especialmente inexactos a la hora de predecir lesiones hepáticas en humanos.
La estadounidense FDA también da prioridad al conocimiento de los mecanismos de toxicidad de los medicamentos a fin de reducir los riesgos para los pacientes, pero no se comprende por completo cómo inducen los medicamentos la toxicidad hepática. Para abordar estos problemas, Kyung-Jin Jang y sus colegas crearon el chip de hígado, que puede albergar una serie de tipos de células hepáticas diferentes, como células endoteliales, células estrelladas y células de Kupffer, procedentes de ratas, perros y humanos.
Mediante esta nueva tecnología, los científicos pudieron detectar en diferentes especies los efectos específicos sobre el hígado de medicamentos como el bosentán (aprobado para el tratamiento de la hipertensión pulmonar), y determinar que altas dosis del analgésico acetaminofeno tienen un efecto tóxico sobre las células del hígado al generar especies reactivas del oxígeno. Los chips también revelaron que determinados compuestos que no son seguros en animales no son necesariamente tóxicos en humanos.
Un experimento demostró que el compuesto descatalogado JNJ-2 causó fibrosis dañina en chips de rata, pero no tuvo efectos negativos en las células hepáticas humanas. Por último, la plataforma pudo capturar efectos tóxicos idiosincrásicos --que a menudo no se advierten durante los primeros ensayos clínicos-- de un candidato a fármaco fallido llamado TAK-875, un indicador de que los chips podrían ayudar a los investigadores a comprender mejor los efectos secundarios de los candidatos a fármacos durante todo el proceso de ensayos.
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