Nueva tecnología de biochips para la investigación farmacéutica
Estándar fiable para muestras de tejido
En la investigación farmacéutica, se utilizan pequeñas esferas de tejido como modelos de mini-órganos para realizar pruebas reproducibles. La Universidad de Viena ha encontrado la manera de desarrollar un estándar fiable para estas muestras de tejido.
Tecnología de biochips, desarrollada en la TU Wien
TU Wien
Antes de que los fármacos se prueben en ensayos clínicos, hay que probarlos mediante experimentos con animales o, más recientemente, con muestras de tejido producidas artificialmente. Para ello, se cultivan células y se fabrican esferas diminutas de menos de un milímetro de diámetro. Sin embargo, el problema es que no ha habido normas uniformes para estas muestras de tejido ni un método fiable para producirlas con tamaño y forma uniformes. Por lo tanto, los resultados de diferentes laboratorios son difícilmente comparables entre sí, ya que el tamaño del tejido influye directamente en el comportamiento de las células y los fármacos.
Un invento de la Universidad Técnica de Viena puede resolver ahora este problema: se ha desarrollado un biochip que puede utilizarse para producir perlas de tejido con el tamaño exacto deseado y suministrarles nutrientes o incluso fármacos a través de un fino canal. Ya se ha presentado una solicitud de patente para la nueva tecnología de biochips.
Mejores estudios preclínicos
"En los estudios preclínicos, los fármacos se prueban en pequeñas muestras de tejido para comprenderlos lo mejor posible antes de administrarlos a los sujetos de prueba", explica Christoph Eilenberger, estudiante de doctorado del grupo de investigación sobre biochips del profesor Peter Ertl en el Instituto de Química de Síntesis Aplicada de la Universidad Técnica de Viena. Llevar a cabo estos estudios con mayor precisión significa dar el siguiente paso de forma más rápida y fiable.
La máxima precisión científica en estos estudios puede ahorrar no sólo mucho dinero, sino también mucho tiempo en el largo camino hacia la producción de un medicamento comercializable. Las muestras de tejido bien definidas también son indispensables en otras áreas de investigación, por ejemplo, cuando se estudia el desarrollo de células tumorales o cuando se garantiza la seguridad de los alimentos o los productos cosméticos.
Estandarizar el tamaño y la forma
"El tamaño de las muestras es un factor crucial en todos estos estudios", dice Mario Rothbauer, postdoc del Instituto de Química de Síntesis Aplicada. "Si el tejido está formado por unas pocas células, las condiciones ambientales son prácticamente las mismas para todas ellas. En el caso de las esferas de tejido con un diámetro ligeramente mayor, las diferencias empiezan a desempeñar un papel más importante, por ejemplo, cuando la concentración de determinadas sustancias químicas no es la misma en todas partes." Por tanto, los experimentos sólo son comparables si se estandariza con precisión el tamaño y la forma de las muestras de tejido.
El equipo del biochip de la Universidad Técnica de Viena investigó en numerosos experimentos la mejor manera de hacerlo: "Creamos cavidades en nuestros biochips con tamaños y formas geométricas muy diferentes: cilindros, elipses, segmentos esféricos. Influyen en el crecimiento del tejido de formas muy diferentes". Resultó que el radio de curvatura es crucial; los bordes afilados son una desventaja.
El éxito se logró finalmente con contenedores celulares semiesféricos, con diámetros entre 0,1 mm y 1 mm. "Producir esas formas no es fácil. Utilizamos microlentes, que suelen emplearse en experimentos ópticos", explica el profesor Peter Ertl, jefe del grupo.
Toda una serie de estas semiesferas se aplica al biochip y se rellena con células. Con un sofisticado sistema de tubos finos, es posible, por ejemplo, asegurar que las diferentes cavidades reciban concentraciones variables de fármaco. De este modo se crea un entorno experimental estandarizado y definido con precisión en una superficie de pocos centímetros cuadrados.
Apto para la industria
El nuevo sistema se probó con diferentes tipos de células: "En un experimento creamos una barrera hematoencefálica artificial. En otro, probamos la eficacia de un medicamento contra el cáncer", explica Christoph Eilenberger. "Esto nos permitió demostrar que nuestro chip funciona bien en las típicas pruebas preclínicas". El biochip se está utilizando actualmente en la Facultad de Medicina de Harvard, donde Eilenberger está pasando una temporada en el extranjero para investigar la resistencia desarrollada de las células tumorales a los fármacos contra el cáncer de mama. El chip ayuda a estandarizar y replicar el entorno tumoral específico de la paciente con mayor eficacia para hacer respuestas a la terapia dirigida y predicciones sobre el riesgo de recaída.
El diseño del nuevo método se pensó desde el principio para que fuera apto para la industria: Los experimentos pueden automatizarse, los chips pueden combinarse y apilarse para producir y analizar un gran número de muestras de células esféricas en poco tiempo. "El sistema es ideal para su uso en la investigación farmacéutica", está convencido Mario Rothbauer, "por lo que ya hemos solicitado una patente para nuestra idea, y ya estamos en conversaciones con varias empresas de la industria farmacéutica que están muy interesadas en nuestra nueva tecnología."
Nota: Este artículo ha sido traducido utilizando un sistema informático sin intervención humana. LUMITOS ofrece estas traducciones automáticas para presentar una gama más amplia de noticias de actualidad. Como este artículo ha sido traducido con traducción automática, es posible que contenga errores de vocabulario, sintaxis o gramática. El artículo original en Inglés se puede encontrar aquí.
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