Investigadores del Instituto de Bioingeniería de Cataluña (IBEC) han desarrollado un innovador dispositivo denominado «órgano-en-un-chip», que reproduce el funcionamiento de la barrera hematoencefálica humana. Este avance es fundamental, ya que esta barrera biológica protege el cerebro de toxinas presentes en la sangre, suministra nutrientes y filtra compuestos dañinos. Sin embargo, también presenta un reto al impedir que muchos fármacos lleguen al cerebro, complicando el tratamiento de enfermedades neurodegenerativas.
Los métodos tradicionales como los cultivos celulares y los modelos animales tienen limitaciones significativas al intentar reproducir la fisiología humana de manera precisa, además de enfrentar serias cuestiones éticas. En este contexto, las plataformas de «órgano-en-un-chip» (OoC, por sus siglas en inglés) surgen como una alternativa prometedora al simular el funcionamiento de órganos humanos a escala microscópica. Estas plataformas permiten una investigación más rápida, económica y sin recurrir a la experimentación animal.
El estudio, publicado en el Journal of Nanobiotechnology, detalla cómo este dispositivo puede analizar la respuesta de la barrera hematoencefálica a diferentes fármacos, permitiendo un cribado eficaz y evitando ensayos en animales. El sistema es altamente versátil y puede adaptarse para estudiar diversas patologías cerebrales. Según la investigadora Anna Lagunas, el chip ofrecería la posibilidad de explorar enfermedades neurodegenerativas mediante el uso de células derivadas de pacientes, lo que habilitaría un estudio personalizado de estas enfermedades.
El dispositivo ha sido validado con 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 con el alzhéimer. Mònica Mir, coautora del estudio, destaca la portabilidad y facilidad de uso del dispositivo, que podría producirse en masa y automatizarse para su implementación industrial.
Construido en un sistema microfluídico, el órgano-en-un-chip manipula y controla fluidos a pequeña escala, imitando la barrera hematoencefálica humana con un cultivo tridimensional de células humanas que forman una estructura de barrera endotelial. Este modelo 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, señala que la plataforma tiene un enorme potencial para evaluar la permeabilidad de nuevos candidatos terapéuticos y estudiar los efectos de estos sistemas en la barrera hematoencefálica después de su administración.
El trabajo, liderado por el grupo de Nanobioingeniería del IBEC bajo la dirección de Josep Samitier, también contó con la colaboración de la Universidad de Barcelona y el Centro Avanzado de Enfermedades Crónicas de Chile. Este desarrollo representa un hito significativo en el tratamiento y estudio de enfermedades neurodegenerativas.
