Órganos pequeños y simplificados cultivados en el laboratorio, conocidos como organoides – puede hacer que la investigación y el desarrollo de drogas sean un proceso mucho más rápido; ahora los científicos han producido un "cuerpo en un chip" humano, compuesto por varios tejidos vivos a escala microscópica.
Se le llama el modelo de laboratorio más sofisticado del cuerpo humano hasta el momento, y podría resultar invaluable para resolver los posibles peligros y beneficios de los medicamentos antes de que se usen en seres humanos reales.
Los pequeños organoides, aproximadamente una millonésima parte del tamaño de sus contrapartes orgánicas, son efectivamente un banco de pruebas para los investigadores que buscan desarrollar medicamentos y combatir enfermedades. Es lo último de una larga serie de avances en la capacidad de reproducir modelos diminutos de partes del cuerpo humano. en condiciones de laboratorio
Ya se han utilizado configuraciones similares de organoides interconectados para replicar con precisión los hallazgos sobre medicamentos que se consideran demasiado tóxicos para permanecer en el mercado; El método puede detectar problemas que no se detectan en las pruebas realizadas en animales o en células cultivadas en placas de Petri.
La nueva versión ampliada presenta más modelos de órganos, mejorando las posibilidades de detectar efectos secundarios peligrosos.
"La creación de órganos humanos microscópicos para pruebas de drogas fue una extensión lógica del trabajo que hemos realizado en la construcción de órganos a escala humana". dice el científico médico Thomas Shupe
"Muchas de las mismas tecnologías que hemos desarrollado a nivel humano, como incluir un entorno muy natural para que vivan las células, también produjeron excelentes resultados cuando se redujeron al nivel microscópico".
Shupe y sus colegas usaron lo que describen como una "caja de herramientas de técnicas de biofabricación" para crear los órganos en miniatura, que incluyen representaciones del cerebro humano, corazón, hígado, pulmones, testículos, vasculatura y colon.
Cada organoide comenzó con una pequeña muestra de células de tejido humano y células madre, que luego se transformaron en pequeños órganos con una vida útil de al menos 28 días. Imitan muchas de las funciones del órgano real que están copiando, y pueden incluir células de vasos sanguíneos, células inmunes y fibroblastos de tejido conectivo.
Media docena de los órganos reducidos se ensamblaron muy cerca para representar un cuerpo humano simplificado, lo que permitió a los investigadores ver cómo las diferentes partes de nuestra anatomía podrían reaccionar en combinación cuando se aplican ciertos medicamentos. Esa idea puede ser invaluable.
"Sabíamos desde el principio que necesitábamos incluir todos los tipos de células principales que estaban presentes en el órgano original". dice el ingeniero biomédico Aleks Skardal, de la Universidad Estatal de Ohio. "Para modelar las diferentes respuestas del cuerpo a los compuestos tóxicos, necesitábamos incluir todos los tipos de células que producen estas respuestas".
Los organoides que ha producido el equipo pueden dar vida en 3D a las pruebas que antes se habrían realizado con muestras de tejido en 2D, lo que proporciona a los expertos una idea más completa y realista de los impactos que puede tener un medicamento en particular.
Con solo Un estimado 1 de cada 5,000 medicamentos que pasan de los ensayos preclínicos al mercado, hay un amplio margen para que el proceso de desarrollo de medicamentos sea más eficiente y seguro.
Podríamos obtener nuevos medicamentos más rápido, a un costo menor y sin tanta (o ninguna) necesidad de pruebas con animales, si se pueden desarrollar simulaciones humanas realistas como esta basada en organoides súper pequeños.
"La capacidad más importante del sistema de tejidos de órganos humanos es la capacidad de determinar si un medicamento es tóxico para los humanos muy temprano en el desarrollo y su uso potencial en medicina personalizada". dice el urólogo Anthony Atala, de WFIRM.
"Eliminar los medicamentos problemáticos al comienzo del proceso de desarrollo o terapia puede literalmente ahorrar miles de millones de dólares y potencialmente salvar vidas".
La investigación ha sido publicada en Biofabricación.