Los vasos sanguíneos funcionales revolucionan el cultivo de tejidos humanos en tres dimensiones
A lo largo de los años, diferentes modelos animales han proporcionado una visión biomédica muy valiosa sobre las rutas fundamentales y las enfermedades humanas. Sin embargo, la extrapolación de los resultados de los animales al descubrimiento de fármacos ha demostrado ser un reto. Los derivados de tejidos humanos «in vitro» 3D, como los organoides, han recibido gran atención como medio para modelar la biología de los órganos humanos. Los avances tecnológicos permiten derivar y cultivar tejidos 3D a partir de células madre. Las pruebas acumuladas apuntan a su potencial para estudiar el desarrollo humano, pero la falta de vasos sanguíneos funcionales limita significativamente la recapitulación de la fisiología del órgano natural.
Una plataforma basada en la microfluídica que sostiene el tejido vascularizado
El equipo del proyecto OrganoPlate Graft, financiado con fondos europeos, pretendía resolver este problema desarrollando un sistema de cultivo «in vitro» de alto rendimiento de tejido vascularizado. El producto final del proyecto OrganoPlate Graft, el lecho vascular OrganoReady, es una plataforma de 64 chips microfluídicos incrustados en una placa de microtitulación normal de 384 pocillos. Los chips microfluídicos contienen un gel de matriz extracelular (ECM, por sus siglas en inglés) que facilita la formación de nuevos vasos tras la administración de una mezcla de factores angiógenos. Esto crea esencialmente un lecho vascular que puede sostener el injerto de tejidos 3D colocados encima. Es importante destacar que la red microfluídica del lecho vascular OrganoReady ofrece una perfusión continua de medios que imita el flujo sanguíneo natural, lo que permite el intercambio de nutrientes, oxígeno y metabolitos. «Nuestro producto ofrece a los investigadores de todo el mundo la oportunidad de añadir vasos sanguíneos funcionales a sus tejidos 3D», subraya Henriëtte Lanz, coordinadora del proyecto y directora de Desarrollo de Modelos en MIMETAS. Al conectar los tejidos a los brotes de los vasos, se pueden añadir compuestos al tejido a través de la red vascular, lo que permite el estudio de posibles fármacos antineoplásicos en el tejido tumoral injertado en un método que recuerda a los estudios con animales de xenoinjertos derivados de pacientes.
Apto para organoides hepáticos
La tecnología de órgano en un chip es muy prometedora para modelar el hígado humano «in vitro» y puede aprovecharse para comprender el proceso de regeneración y para descubrir fármacos. Los investigadores de OrganoPlate Graft injertaron organoides y esferoides hepáticos en el lecho vascular OrganoReady y establecieron una red vascular perfusible. Los tejidos hepáticos 3D conservaron la función hepática durante todo el período de cultivo conjunto y se enriquecieron con estructuras microvasculares. El montaje permitió incluso modelar la enfermedad venooclusiva tras la exposición al fármaco inmunosupresor azatioprina.
Medicamentos mejores y producidos de forma ética, sin experimentación animal
El equipo del proyecto OrganoPlate Graft se hizo cargo de la gran necesidad insatisfecha de contar con mejores modelos de la biología humana, necesarios tanto para acelerar la investigación básica como para desarrollar tecnologías terapéuticas novedosas y muy necesarias. Se espera que la aplicación del lecho vascular OrganoReady en la investigación biomédica reduzca drásticamente la necesidad de realizar experimentos con animales. Además, el uso de tejidos humanos 3D favorecerá el desarrollo de medicamentos mejores y más éticos. MIMETAS ampliará su tecnología en modelos organoides de cáncer específicos según el paciente con fines de descubrimiento de fármacos con financiación reciente del Fondo Nacional de Crecimiento neerlandés.
Palabras clave
OrganoPlate Graft, microfluídica, vasos sanguíneos, matriz extracelular (ECM), organoide, hígado, enfermedad venooclusiva, MIMETAS, tejidos humanos, inmunooncología, antineoplásicos, dermopatía, neumopatía, estudios de vascularización, cribado compuesto
