Creado el primer modelo funcional de bazo humano integrado en un chip
Un equipo de investigadores del Centro de Investigación en Salud Internacional de Barcelona (CRESIB) y el Instituto de Bioingeniería de Cataluña (IBEC), ambos adscritos a la UB, han elaborado el primer modelo funcional de bazo en 3D capaz de actuar como lo hace este órgano en el cuerpo humano: filtrando los glóbulos rojos de la sangre. Para la realización del modelo, en la que ha participado el catedrático del Departamento de Electrónica de la UB Josep Samitier, se han recreado a microescala las propiedades físicas y las fuerzas hidrodinámicas de la unidad funcional de la pulpa roja del bazo. El nuevo dispositivo, que permite detectar posibles fármacos contra la malaria y otras enfermedades hematológicas, se describe en un estudio publicado en la revista Lab on a Chip.
Un equipo de investigadores del Centro de Investigación en Salud Internacional de Barcelona (CRESIB) y el Instituto de Bioingeniería de Cataluña (IBEC), ambos adscritos a la UB, han elaborado el primer modelo funcional de bazo en 3D capaz de actuar como lo hace este órgano en el cuerpo humano: filtrando los glóbulos rojos de la sangre. Para la realización del modelo, en la que ha participado el catedrático del Departamento de Electrónica de la UB Josep Samitier, se han recreado a microescala las propiedades físicas y las fuerzas hidrodinámicas de la unidad funcional de la pulpa roja del bazo. El nuevo dispositivo, que permite detectar posibles fármacos contra la malaria y otras enfermedades hematológicas, se describe en un estudio publicado en la revista Lab on a Chip.
La idea original de crear un bazo en un chip surgió de los grupos de investigación liderados por Hernando del Portillo y Josep Samitier. El primero, profesor ICREA del CRESIB —centro de investigación de ISGlobal—, estudia hace varios años el papel del bazo en la malaria. A su vez, el grupo de Samitier, director del IBEC, estudia las propiedades reológicas de la sangre, es decir, las propiedades físicas del flujo sanguíneo —incluido el parasitado por malaria— para desarrollar sistemas de diagnóstico. «A causa de las limitaciones éticas y tecnológicas para estudiar el bazo humano, conocido como la caja negra de la cavidad abdominal, ha habido muy pocos avances en su estudio», explica Del Portillo. Con objeto de romper esta barrera se inició una colaboración entre los dos equipos para desarrollar un modelo de bazo humano integrado en un chip, mediante un proyecto Explora del Ministerio de Economía y Competitividad.
«El sistema fluídico del bazo es muy complejo y está adaptado evolutivamente para filtrar y destruir selectivamente glóbulos rojos viejos, microorganismos y glóbulos rojos parasitados por malaria», explica el Dr. Antoni Homs, investigador del IBEC y coautor del estudio. «El bazo —prosigue— 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 glóbulos rojos en sangre) se ve aumentado». De este modo, los macrófagos especializados pueden reconocer y destruir glóbulos rojos enfermos. Además, en ese compartimento la sangre solo puede viajar en un único sentido a través de ranuras interendoteliales antes de llegar al sistema circulatorio, lo que representa un segundo y riguroso test para asegurar la eliminación de las células viejas o enfermas.
Los investigadores del CRESIB y el IBEC, centros pertenecientes al HUBc, el campus de la salud de la UB, y a la red de Centros de Investigación de Cataluña (CERCA), han imitado esas 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 otro rápido— diseñados para dividir el flujo. En el canal lento, la sangre fluye a través de una matriz de pilares que imita el ambiente real donde el hematocrito aumenta y se destruye la sangre «enferma». El dispositivo ya se ha probado con glóbulos rojos humanos tanto sanos como infectados por malaria, labor realizada en su mayor parte por los investigadores predoctorales Luis G. Rigat Brugarolas (IBEC) y Aleix Elizalde Torrent (CRESIB/ISGlobal), también coautores del trabajo publicado. «Nuestro dispositivo facilitará el estudio de la función del bazo en la malaria, e incluso podría proporcionar una plataforma flexible para la detección de posibles fármacos contra esta y otras enfermedades hematológicas», afirma Del Portillo.
Artículo:
L. G. Rigat Brugarolas, A. Elizalde Torrent, M. Bernabeu, M. de Niz, L. Martin Jaular, C. Fernandez Becerra, A. Homs Corbera, J. Samitier, H. A. del Portillo. «Functional microengineered model of the human splenon-on-a-chip». Lab on a Chip, febrero de 2014. Doi: 10.1039/C3LC51449H