Científicos revelan un nuevo corazón en un chip | Ciencia en vivo

Un nuevo "corazón en un chip" podría cambiar el futuro de las pruebas de drogas y la investigación de enfermedades. Los científicos han desarrollado un dispositivo del tamaño de una tarjeta de crédito que imita las interacciones de las células dentro de un corazón humano.

El corazón es un poderoso símbolo de amor y uno de los órganos más importantes del cuerpo humano. Para obtener una comprensión más profunda del funcionamiento interno del corazón, un equipo de científicos del Instituto Nacional de Estándares y Tecnología (NIST) ha desarrollado un dispositivo del tamaño de una tarjeta de crédito que replica la biología del corazón.

Este innovador dispositivo "corazón en un chip" imita las interacciones de las células dentro de un corazón humano y tiene el potencial de revolucionar el estudio de las enfermedades cardíacas, que son la principal causa de muerte en los EE. UU. Los experimentos tradicionales con animales a menudo no alcanzan los objetivos. capturar cómo progresará una enfermedad o cómo se comportará un fármaco en el cuerpo humano. Como resultado, los investigadores se esfuerzan por crear formas más precisas de replicar la complejidad y complejidad de los órganos humanos en el laboratorio. Esto es especialmente crucial en el desarrollo de fármacos, ya que la mayoría de los fármacos candidatos fracasan en los ensayos clínicos en personas.

Los nuevos modelos similares a los humanos que se están desarrollando incluyen organoides, órganos en miniatura cultivados a partir de células madre, y modelos de órgano en un chip, donde las células que se encuentran en tejidos específicos se cultivan en un chip que replica las condiciones fisiológicas de un órgano en el cuerpo. Se han modelado muchos órganos en estos chips, incluidos los pulmones, los riñones y la vagina.

Los científicos han desarrollado específicamente modelos de corazón en un chip para estudiar cómo se cura el corazón después de una lesión o enfermedad cardíaca y para ayudar en el descubrimiento de fármacos. Estos modelos incluso han sido enviados al espacio para estudiar el efecto de la microgravedad en el corazón.

En una declaración publicada el 6 de febrero, el equipo del NIST dijo que esta tecnología, incluido su nuevo modelo de corazón en un chip, podría agilizar el desarrollo de fármacos, haciéndolo más rápido, más seguro y más preciso. Es importante destacar que estos modelos no reemplazarían los ensayos clínicos en humanos; en cambio, reducirían o reemplazarían las pruebas con animales necesarias antes de que comiencen las pruebas en humanos.

El modelo de "corazón en un chip" desarrollado por el NIST tiene cubiertas transparentes o semitransparentes, lo que permite a los investigadores observar los fluidos que corren a través de pequeños canales que imitan los vasos sanguíneos del corazón. Las células del corazón humano se cultivan dentro de estos canales, lo que permite a los científicos estudiar cómo reaccionan las células a diferentes fármacos. A diferencia de los modelos existentes de corazón en un chip, las células del nuevo modelo del NIST pueden comunicarse entre sí mediante moléculas de señalización.

El siguiente paso del equipo es evaluar cómo se comportan estas células cardíacas en condiciones normales y en condiciones inducidas por estrés. Además, se pueden vincular diferentes chips de órganos, lo que permite a los científicos estudiar cómo interactúan estos órganos después de la exposición a ciertos medicamentos.

Si bien los modelos de órgano en un chip muestran un gran potencial, se necesita mucho trabajo antes de que puedan usarse en pruebas preclínicas de drogas. Por ejemplo, las células cardíacas utilizadas en estos dispositivos se cultivan a partir de células madre y, a menudo, no maduran por completo. Los materiales utilizados en los modelos de corazón en un chip también deben perfeccionarse para garantizar pruebas de drogas precisas.

A pesar de estos desafíos, con un mayor desarrollo, los modelos de órgano en un chip pueden revolucionar la forma en que se desarrollan y prueban nuevos medicamentos, lo que podría provocar un "cambio de paradigma" en la industria. La Administración de Alimentos y Medicamentos ya ha reconocido el potencial de estos dispositivos al dictaminar que podrían reemplazar las pruebas tradicionales con animales, siempre que los datos que generen sean lo suficientemente sólidos.

En conclusión, el desarrollo del modelo "corazón en un chip" por parte del equipo del NIST representa un avance significativo en el estudio de las enfermedades cardíacas y el descubrimiento de fármacos. Esta tecnología innovadora tiene el potencial de mejorar la precisión y eficiencia del desarrollo de fármacos, beneficiando en última instancia a la salud humana.

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