La tecnología de chips de órganos mejora el estudio del intestino para la medicina personalizada

Los investigadores han desarrollado tecnología de chips de órganos utilizando células intestinales humanas derivadas de donantes que ofrece ventajas sobre los organoides y brinda nuevas oportunidades para la medicina personalizada.

Dentro de las vellosidades intestinales. Crédito:Mopic / Shutterstock.com

Para ayudar a mejorar la comprensión de cómo funciona el intestino delgado tanto en la salud como en la enfermedad, los investigadores habían desarrollado "organoides" aislando células madre intestinales de biopsias humanas.

Aunque estos organoides forman todos los tipos de células presentes en el intestino, crecen como quistes con su superficie celular frente a un lumen cerrado en lugar de estar expuestos al contenido del intestino, impidiendo así el estudio de procesos como el transporte de nutrientes y fármacos, que involucran la barrera intestinal.

Los organoides también carecen de la vasculatura y los movimientos mecánicos que ocurren en la peristalsis y el flujo sanguíneo. que son necesarios para la regeneración del intestino y muchos otros procesos digestivos. Para abordar estos problemas, Investigadores del Instituto Wyss de Ingeniería de Inspiración Biológica crearon un dispositivo de cultivo de microfluidos "Organ-on-a-chip".

Donald Ingber y sus colegas aislaron células intestinales humanas de un tumor y las cultivaron en uno de dos canales separados por una membrana de células endoteliales derivadas de vasos sanguíneos en el canal adyacente.

Este chip intestinal recreó el epitelio de las vellosidades del intestino normal, lo que significa que los investigadores podrían estudiar la peristalsis y la función intestinal. Sin embargo, no permitió el estudio de procesos que utilizan células intestinales normales de donantes individuales, que es crucial para analizar las respuestas específicas del paciente para la medicina personalizada.

Ahora, Ingber y su equipo han abordado esta limitación utilizando el enfoque organoide para aislar las células madre intestinales de biopsias humanas. rompiendo los organoides y haciendo crecer las células específicas del paciente dentro del chip intestinal. Esas células forman espontáneamente vellosidades intestinales que miran hacia la luz del canal y el epitelio en aposición cercana al endotelio microvascular intestinal humano.

Este enfoque presenta un nuevo trampolín para la investigación de procesos normales y relacionados con enfermedades de una manera altamente personalizada. incluido el transporte de nutrientes, digestión, diferentes trastornos intestinales, e interacciones intestinales con microbios comensales y patógenos, "

Donald Ingber, el Instituto Wyss de Ingeniería de Inspiración Biológica

El equipo de Ingber ahora está aplicando el mismo enfoque a diferentes partes del intestino que difieren en su función y vulnerabilidad a las enfermedades.

"En el futuro, Tales esfuerzos podrían permitirnos comprender mucho mejor las interacciones humano-microbioma, modelo de trastornos de desnutrición y enfermedades inflamatorias del intestino, y realizar pruebas de drogas personalizadas, "dice el co-primer autor del estudio Alessio Tovaglieri (Departamento de Ciencia y Tecnología de la Salud en ETH Zurich, Suiza).

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