Investigadores del Instituto de Bioingeniería de Cataluña (IBEC) han desarrollado un dispositivo innovador denominado «órgano-en-un-chip», que imita el funcionamiento de la barrera hematoencefálica humana. Esta barrera biológica esencial protege el cerebro al filtrar toxinas y suministrar nutrientes, pero también obstruye el paso de muchos medicamentos, complicando el tratamiento de enfermedades neurodegenerativas.
Los métodos tradicionales como los cultivos celulares y los modelos animales presentan limitaciones al replicar la fisiología humana y generan resultados cuestionables. Además, la experimentación animal enfrenta crecientes scrutinies éticas. En este contexto, las plataformas de «órgano-en-un-chip» (OoC, por sus siglas en inglés) emergen como una alternativa prometedora. Estos sistemas pueden simular órganos humanos a escala microscópica, facilitando la investigación de manera más rápida, económica y sin necesidad del uso de animales.
El estudio, publicado en el Journal of Nanobiotechnology, describe cómo este dispositivo puede analizar la respuesta de la barrera hematoencefálica a diferentes fármacos. Esto permite un cribado eficaz y evita ensayos en animales. El sistema es versátil y puede adaptarse para estudiar distintas patologías cerebrales. Según la investigadora Anna Lagunas, el chip podría explorar enfermedades neurodegenerativas empleando células derivadas de pacientes, lo que posibilitaría un enfoque personalizado.
El dispositivo ha sido validado utilizando nanopartículas de oro desarrolladas por el grupo de Marcelo J. Kogan en la Universidad de Chile. Estas nanopartículas facilitan la permeación del fármaco a través de la barrera hematoencefálica y degradan las fibras de beta amiloide asociadas al Alzheimer. Mònica Mir, otra coautora, resalta la portabilidad y facilidad de uso del dispositivo, que podría producirse en masa y automatizarse para su implementación industrial.
El órgano-en-un-chip está construido en un sistema microfluídico, que manipula y controla fluidos a pequeñas escalas, replicando la barrera hematoencefálica humana con un cultivo tridimensional de células humanas que forma una estructura endotelial barrera. También incorpora microelectrodos para monitorizar la integridad y permeabilidad de la barrera antes y después de la administración de fármacos.
Sujey Palma, estudiante de doctorado en el IBEC y primera autora del estudio, concluye que la plataforma tiene un enorme potencial para evaluar la permeabilidad de nuevos candidatos terapéuticos y estudiar los efectos en la barrera hematoencefálica tras su administración.
El trabajo, liderado por el grupo de Nanobioingeniería del IBEC y dirigido por Josep Samitier, contó además con la colaboración de la Universidad de Barcelona y el Centro Avanzado de Enfermedades Crónicas de Chile. Este desarrollo podría marcar un hito significativo en el tratamiento y estudio de enfermedades neurodegenerativas.
