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Investigadores crean el primer ‘bazo-en-un-chip’
humano funcional del mundo
Investigadores del CRESIB, centro de investigación de ISGlobal, y del Instituto de Bioingeniería de
Cataluña (IBEC) han realizado un gran avance en el ámbito de la microingeniería de ‘órganos-en-unchip’.
Los científicos de estos dos institutos han elaborado por primera vez un modelo funcional de bazo en 3D
capaz de actuar como este órgano; filtrar los glóbulos rojos de la sangre. Lo han conseguido recreando a
microescala las propiedades físicas y las fuerzas hidrodinámicas de la unidad funcional de la pulpa roja
del bazo. Este dispositivo puede servir para detectar posibles fármacos contra la malaria y otras
enfermedades hematológicas. Este estudio ha sido publicado en Lab on a Chip.
La idea original de crear un bazo-en-un-chip surgió de los grupos del Dr. Hernando A del Portillo,
Profesor ICREA del CRESIB centro de investigación de ISGlobal, quien estudia hace varios años el papel
del bazo en la malaria y del Dr. Josep Samitier, director del IBEC y catedrático de la Universidad de
Barcelona, quien estudia las propiedades reológicas de la sangre, incluyendo aquella parasitada por
malaria, para desarrollar sistemas de diagnóstico. ”Debido a las limitaciones éticas y tecnológicas de
estudiar el bazo humano, conocido como la “caja negra” de la cavidad abdominal, ha habido muy pocos
avances en su estudio”, explica del Portillo. Para romper esta barrera se inició una colaboración para
desarrollar un modelo del bazo humano-en-un-chip mediante un proyecto EXPLORA.
“El sistema fluídico del bazo es muy complejo y adaptado evolutivamente para filtrar y destruir
selectivamente glóbulos rojos viejos, micro-organismos y glóbulos rojos parasitados por malaria,”
explica el Dr. Antoni Homs, investigador del IBEC y coautor del estudio. “El bazo filtra la sangre
mediante un método único, haciéndola ‘microcircular’ a través de lechos de filtración formados por la
pulpa roja del bazo en un compartimento especial donde el hematocrito (el porcentaje de células rojas
de la sangre) se ve aumentado. De modo que los macrófagos especializados pueden reconocer y destruir
glóbulos rojos enfermos.” Además, la sangre en este compartimento solo puede viajar en un único
sentido a través de ranuras interendoteliales antes de llegar al sistema circulatorio, lo que representa un
riguroso segundo test para asegurar la eliminación de las células viejas o enfermas.
Los investigadores de estos dos centros, pertenecientes a la red de centros CERCA, han imitado estas
dos condiciones de control en su plataforma de tamaño micro para simular la microcirculación de la
sangre a través de dos canales principales (uno lento y uno rápido) diseñados para dividir el flujo. En el
canal ‘lento’ la sangre fluye a través de una matriz de pilares simulando el ambiente real donde el
hematocrito aumenta y la sangre “enferma” es destruida. El dispositivo ya se ha probado con glóbulos
rojos humanos sanos y en infectados por malaria, trabajo realizado mayoritariamente por los
investigadores predoctorales Luis G. Rigat-Brugarolas (IBEC) y Aleix Elizalde-Torrent
(CRESIB/ISGlobal), coautores también de este trabajo. “Nuestro dispositivo facilitará el estudio de la
función del bazo en malaria, e incluso podría proporcionar una plataforma flexible para la detección de
posibles fármacos contra ésta y otras enfermedades hematológicas,” dice del Portillo.
“La investigación en órganos-en-un-chip integrando microfluídica con sistema celulares aún está dando
sus primeros pasos, pero ofrece enormes perspectivas hacia el futuro de los ensayos de fármacos para
diferentes patologías”, especifica Samitier. Estos dispositivos en 3D, que imitan las interrelaciones
tejido-tejido y los microambientes únicamente vistos en los órganos vivos, permite una nueva
percepción de las enfermedades que no puede obtenerse fácilmente con los estudios convencionales con
animales, que son costosos y consumen mucho tiempo. Además, cede el paso a los resultados
relacionados con humanos que los modelos animales no pueden predecir.
Referencia del estudio:
Rigat Brugarolas, L. G., Elizalde Torrent, A., Bernabeu, M., de Niz, M., Martin Jaular, L., Fernandez
Becerra, C., Homs Corbera, A., Samitier, J. & del Portillo, H. A. (2014). Functional microengineered
model of the human splenon-on-a-chip. Lab Chip, epub ahead of print. http://ow.ly/uEFVU
Pie de fotografía:
1) El Dr. Hernando A. del Portillo (CRESIB/ISGlobal) y el Dr. Josep Samitier (IBEC) sosteniendo el
bazo humano- en-un-chip.
2) Detalle del bazo humano- en-un-chip.
Vídeo:
Video del bazo-en-un-chip en funcionamiento: http://www.youtube.com/watch?v=aLuCxj5ojtc
Entrevista al Dr. Hernando A. del Portillo y al Dr. Josep Samitier:
https://vimeo.com/89099222 (versión corta)
https://vimeo.com/89093532 (versión larga)
ISGlobal
El Instituto de Salud Global de Barcelona (ISGlobal) es el fruto de una innovadora alianza entre
instituciones académicas, gubernamentales y filantrópicas para contribuir a ampliar el esfuerzo que la
comunidad internacional ha emprendido con el objetivo de afrontar los retos de la salud en un mundo
globalizado. ISGlobal consolida un nodo de excelencia basado en la investigación y la asistencia médica
que tiene su origen en el Hospital Clínic y la Universidad de Barcelona y que ahora expande sus
capacidades, siendo su meta última la corrección de las desigualdades en el estado de salud de las
distintas poblaciones del mundo. En el año 2013 ISGlobal y su centro de investigación, Centro de
Investigación en Salud Internacional de Barcelona (CRESIB), firmaron un acuerdo con el Centro de
Investigación en Epidemiología Ambiental (CREAL) para la constitución de una alianza que ejerza de
referente internacional en el sector de la salud global.
IBEC
El Instituto de Bioingeniería de Cataluña (IBEC) es un centro de investigación que abarca gran parte de
los ámbitos de la bioingeniería, desde la investigación más básica hasta las aplicaciones médicas, con el
afán de actuar como referente internacional en este campo. El IBEC tiene el objetivo de impulsar el
desarrollo de una investigación interdisciplinaria de calidad en ingeniería biomédica y de convertirse en
el socio tecnológico de los hospitales, de los centros de investigación biomédica y de las universidades de
su entorno. IBEC es una fundación sin ánimo de lucro creada a finales de diciembre de 2005 por los
Departamentos de Innovación, Universidades y Empresa y de Salud de la Generalitat de Catalunya, por
la Universidad de Barcelona (UB) y por la Universidad Politécnica de Cataluña (UPC).
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