Un hígado artificial para ensayos de toxicidad
De acuerdo con la política de la Unión Europea, los ensayos de toxicidad de cosméticos y compuestos químicos deberían entrar en una nueva fase de desarrollo en aras de reducir el uso de animales en experimentación. Sin embargo, la necesidad de realizar un seguimiento prologado de los efectos tóxicos de una sustancia específica y la mala concordancia entre los datos obtenidos en ensayos de toxicidad en animales y en humanos hace indispensable el desarrollo de nuevos métodos de ensayo. Para tal fin, los investigadores del proyecto financiado por la Unión Europea HEMIBIO (Hepatic microfluidic bioreactor) se propusieron desarrollar un dispositivo bioartificial que imita la compleja estructura y funcionamiento del hígado humano. El biorreactor favorece la interacción de hepatocitos con la fracción celular no parenquimatosa del hígado que incluye células hepáticas estrelladas (HSC) y células endoteliales sinusoidales hepáticas (LSEC). Este órgano artificial tiene un funcionamiento de alto rendimiento y permite llevar a cabo ensayos de toxicidad de cosméticos y compuestos químicos in vitro durante más de un mes. En primer lugar, los investigadores caracterizaron HSC y LSEC primarias humanas a nivel funcional y transcripcional. Esto permitió comprender el proceso de diferenciación de cada tipo celular y obtener poblaciones celulares óptimas a partir de hepatocitos inmortales con unas propiedades semejantes a las de hepatocitos primarios. Mediante el diseño de sensores específicos, se monitorizó de manera continua tanto la viabilidad de estas células como la concentración de oxígeno y glucosa y el pH en el biorreactor. Con respecto al biorreactor en sí, el equipo del proyecto consideró dos diseños: uno basado en un sistema microfluídico con anticuerpos y otro basado en un biorreactor de flujo descendente. El primer biorreactor emplea un lecho químico con estreptavidina para proporcionar anticuerpos conjugados con avidina que podrían guiar la diferenciación de células en dispositivos microfluídicos. El biorreactor de flujo descendente inoxidable protege a los hepatocitos de las fuerzas de cizallamiento manteniendo un gradiente estable de oxígeno y nutrientes. En conjunto, las novedosas herramientas desarrolladas por HEMIBIO podrían ser empleadas por las industrias farmacéutica y cosmética para llevar a cabo ensayos de toxicidad. Es más, estas también podrían servir como modelo para la fibrosis hepática favoreciendo la identificación de fármacos que inducen el desarrollo de esta patología.
Palabras clave
Hígado, ensayo de toxicidad, órganos, biorreactores para cultivos celulares, cosméticos, HEMIBIO, hepatocitos
