El sistema de microtejidos permite el estudio de enfermedades pulmonares mortales
El flujo de trabajo de cultivo 3D de alto rendimiento de The Wood Lab permite la encapsulación de células de pacientes y el estudio de su función fibrótica. Crédito: Katherine Cummins
La fibrosis pulmonar idiopática (FPI) es una enfermedad mortal que progresa rápidamente y no tiene cura.
La enfermedad implica interacciones anormales entre las células pulmonares, incluidos los fibroblastos, y su entorno circundante. Debido a esto, los modelos estándar de cultivo celular en 2D que se utilizan para la detección de fármacos tienden a tener un desempeño deficiente al predecir la respuesta a posibles terapias.
En medio de la pandemia de COVID-19 y el aumento de los niveles de contaminación del aire, se anticipa la incidencia de la FPI aumentando, aumentando urgentemente la necesidad de sistemas modelo fuertes.
En APL Bioingeniería, investigadores de la Universidad de Minnesota-Twin Cities y Mayo Clinic en Rochester, Minnesota, describen una plataforma de cultivo de células en 3D que permite el estudio de los fibroblastos pulmonares y su microentorno. La plataforma permite la medición de los comportamientos celulares y los cambios en el microambiente involucrados en la progresión de la enfermedad de la FPI, y el tamaño y la simplicidad de la plataforma la hacen adecuada para su uso en protocolos de detección de drogas de alto rendimiento.
«La FPI es una enfermedad horrible eso impacta drásticamente la vida de un paciente y eventualmente hace que muera por falta de oxígeno», dijo la coautora Katherine Cummins. «Es realmente importante tener herramientas de laboratorio y modelos que creen y controlen el microambiente en el que se asientan las células, porque esto puede ser clave para la identificación preclínica de posibles tratamientos».
A diferencia de los modelos de IPF de roedores que no imitan enfermedad progresiva y otros sistemas de cultivo celular que carecen del microambiente circundante, su plataforma de microtejidos permite el estudio de fibroblastos dentro de una matriz extracelular (ECM). Los cambios en el ECM son un sello distintivo de IPF, por lo que el sistema permite salidas funcionales más relevantes. Además, su simplicidad y capacidad de ajuste lo hacen fácil de usar.
«Muchas plataformas de organoide y laboratorio en un chip pueden ser difíciles de usar», dijo el coautor David Wood. «Lo emocionante es que este sistema es muy fácil de usar. Ya lo hemos difundido a otros dos laboratorios que lo están usando de forma completamente independiente».
La validación del funcionamiento del sistema se centró principalmente en la remodelación de ECM. (es decir, cambios en el microambiente impulsados por las células) y la contractilidad celular, que aumenta en los fibroblastos enfermos y activados.
Múltiples pruebas para cada una de estas dos funciones demostraron que el sistema cuantifica de manera sólida los aspectos clave de la fibrosis. Estos resultados también se reprodujeron usando células donadas por pacientes, lo que indica que el sistema podría usarse para medicina personalizada.
Además, la versatilidad del sistema permite que se use con diferentes tipos de células y otros componentes de la matriz, por lo que podría adaptarse para su uso en el estudio de otras enfermedades donde las interacciones entre la célula y el microambiente contribuyen a la enfermedad. El equipo de investigación ya ha utilizado el sistema para estudiar la toxicidad hepática y anticipa que podría usarse en múltiples sistemas de órganos sólidos, incluso en el estudio de la progresión del cáncer y la metástasis.
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Los tumores de próstata creados mediante ingeniería tisular arrojan luz sobre la propagación del cáncer Más información: «Una tubería de cultivo de tejidos tridimensional escalable para permitir la detección terapéutica funcional de la fibrosis pulmonar» APL Bioingeniería, 2021, aip.scitation.org/doi/full/10.1063/5.0054967 Proporcionado por el Instituto Americano de Física Citation: El sistema de microtejidos permite el estudio de la enfermedad pulmonar mortal (2021, 16 de noviembre) recuperado el 29 de agosto de 2022 de https ://medicalxpress.com/news/2021-11-microtissue-deadly-lung-disease.html Este documento está sujeto a derechos de autor. Aparte de cualquier trato justo con fines de estudio o investigación privados, ninguna parte puede reproducirse sin el permiso por escrito. El contenido se proporciona únicamente con fines informativos.