La idea original de crear un bazo-en-un-chip surgió de los grupos del Dr. Hernando A del Portillo, Profesor ICREA del CRESIB centro de investigación de ISGlobal, quien estudia hace varios años el papel del bazo en la malaria y del Dr. Josep Samitier, director del IBEC y catedrático de la Universidad de Barcelona, quien estudia las propiedades reológicas de la sangre, incluyendo aquella parasitada por malaria, para desarrollar sistemas de diagnóstico. ”Debido a las limitaciones éticas y tecnológicas de estudiar el bazo humano, conocido como la “caja negra” de la cavidad abdominal, ha habido muy pocos avances en su estudio”, explica del Portillo. Para romper esta barrera se inició una colaboración para desarrollar un modelo del bazo humano-en-un-chip mediante un proyecto EXPLORA.
“El sistema fluídico del bazo es muy complejo y adaptado evolutivamente para filtrar y destruir selectivamente glóbulos rojos viejos, micro-organismos y glóbulos rojos parasitados por malaria,” explica el Dr. Antoni Homs, investigador del IBEC y coautor del estudio. “El bazo 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 células rojas de la sangre) se ve aumentado. De modo que los macrófagos especializados pueden reconocer y destruir glóbulos rojos enfermos.” Además, la sangre en este compartimento solo puede viajar en un único sentido a través de ranuras interendoteliales antes de llegar al sistema circulatorio, lo que representa un riguroso segundo test para asegurar la eliminación de las células viejas o enfermas.
Los investigadores de estos dos centros, pertenecientes a la red de centros CERCA, han imitado estas 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 uno rápido) diseñados para dividir el flujo. En el canal ‘lento’ la sangre fluye a través de una matriz de pilares simulando el ambiente real donde el hematocrito aumenta y la sangre “enferma” es destruida. El dispositivo ya se ha probado con glóbulos rojos humanos sanos y en infectados por malaria, trabajo realizado mayoritariamente por los investigadores predoctorales Luis G. Rigat-Brugarolas (IBEC) y Aleix Elizalde-Torrent (CRESIB/ISGlobal), coautores también de este trabajo. “Nuestro dispositivo facilitará el estudio de la función del bazo en malaria, e incluso podría proporcionar una plataforma flexible para la detección de posibles fármacos contra ésta y otras enfermedades hematológicas,” dice del Portillo.
“La investigación en órganos-en-un-chip integrando microfluídica con sistema celulares aún está dando sus primeros pasos, pero ofrece enormes perspectivas hacia el futuro de los ensayos de fármacos para diferentes patologías”, especifica Samitier. Estos dispositivos en 3D, que imitan las interrelaciones tejido-tejido y los microambientes únicamente vistos en los órganos vivos, permite una nueva percepción de las enfermedades que no puede obtenerse fácilmente con los estudios convencionales con animales, que son costosos y consumen mucho tiempo. Además, cede el paso a los resultados relacionados con humanos que los modelos animales no pueden predecir.
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Artículo de referencia: Rigat Brugarolas, L. G., Elizalde Torrent, A., Bernabeu, M., de Niz, M., Martin Jaular, L., Fernandez Becerra, C., Homs Corbera, A., Samitier, J. & del Portillo, H. A. (2014). Functional microengineered model of the human splenon-on-a-chip. Lab Chip, 14, 1715-1724
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Para ver un vídeo del bazo-en-un-chip en funcionamiento ir a http://www.youtube.com/watch?v=aLuCxj5ojtc
Entrevistas con el Dr. Hernando A. del Portillo y el Dr. Josep Samitier:
https://vimeo.com/89099222 (versión corta)
https://vimeo.com/89093532 (versión larga)
