Tradicionalmente, los estudios biológicos se realizaron (y aún se hacen) en placas de Petri, donde se cultivan tipos específicos de células sobre una superficie plana. Si bien muchos de los avances médicos realizados desde la década de 1950, incluida la vacuna contra la poliomielitis, se originaron en las placas de Petri, estos entornos bidimensionales no representan con precisión los entornos tridimensionales propios de las células humanas, algo que puede llevar a obtener información engañosa y a fallos en ensayos clínicos.
Ahora, un grupo de investigadores de la Universidad de Cambridge han desarrollado un órgano en un microchip tridimensional. Este avance permite el control continuo y en tiempo real de las células, y podría usarse para desarrollar nuevos tratamientos para enfermedades mientras reduce la cantidad de animales utilizados en la investigación.
El dispositivo, descrito en un artículo publicado en Science Advances, incorpora células dentro de un transistor 3D hecho de un material similar a una esponja e inspirado en la estructura del tejido en el que se encuentran las células y brinda a los científicos la capacidad de estudiar las células y los tejidos de nuevos modos. Al permitir que las células crezcan en tres dimensiones, el dispositivo imita con mayor precisión la forma en que las células crecen en el cuerpo.
Los investigadores, liderados por Róisín Owens, señalan que el dispositivo podría modificarse para generar múltiples tipos de órganos: un hígado o un corazón, por ejemplo, lo que finalmente llevará a tener un cuerpo en un microchip que simularía de qué modo diferentes tratamientos afectan al cuerpo como un todo.
“Los modelos celulares bidimensionales han sido muy útiles para la comunidad científica, pero ahora necesitamos pasar a modelos celulares tridimensionales para desarrollar la próxima generación de terapias – explica Owens en un comunicado –. Los cultivos celulares tridimensionales pueden ayudarnos a identificar nuevos tratamientos y saber cuáles evitar. La mayoría de las células de nuestro cuerpo se comunican entre sí mediante señales eléctricas, por lo tanto, para analizar los cultivos celulares en el laboratorio, tenemos que colocarles electrodos. Sin embargo, los electrodos son bastante torpes y difíciles de unir a los cultivos celulares, por lo que decidimos darle la vuelta al problema y colocar las células dentro del electrodo”.
Los investigadores planean usar su dispositivo para desarrollar un intestino en un microchip y conectarlo a un cerebro en un microchip para estudiar la relación entre el microbioma intestinal y la función cerebral.