Sistema automático basado en chip de organoides para la cuantificación a largo plazo del latido ciliar bajo...

Área de la Ciencia:

• Ingeniería Biomédica
• Biología Celular
• Farmacología

Sus antecedentes:

• Los cilios móviles son cruciales para los procesos fisiológicos y su disfunción está relacionada con diversas enfermedades.
• Los modelos in vitro actuales carecen de la complejidad de los sistemas in vivo, lo que dificulta la investigación.
• Los organoides ciliares derivados de humanos (HDCO) ofrecen un puente prometedor, pero enfrentan desafíos con números limitados y precisión de seguimiento.

Objetivo del estudio:

• Desarrollar un sistema para la monitorización y análisis precisos a largo plazo del latido ciliar en HDCO.
• Superar las barreras técnicas en el cultivo y observación de HDCO, como el tamaño limitado de la muestra y el desplazamiento del organoide.
• Crear una plataforma para la detección eficiente de fármacos y estudios fisiológicos de cilios.

Principales métodos:

• Desarrollo de un chip microfluídico multifuncional (MOCiB-Chip) con capacidades integradas de inmovilización, cultivo, observación y mezcla de fármacos.
• Establecimiento de un sistema de cuantificación automática del latido ciliar (AuCilia) utilizando el MOCiB-Chip, el software de análisis de frecuencia de latido ciliar (CBFAS) y un módulo de control de fluidos.
• Monitorización de 7 días de HDCO bronquiales humanos y evaluación de los efectos del roflumilast sobre la frecuencia de latido ciliar y los niveles de AMPc.

Principales resultados:

• El sistema AuCilia logró con éxito la monitorización de HDCO durante 7 días, manteniendo la precisión del seguimiento.
• Roflumilast demostró efectos dependientes de la dosis: 10 nM aumentó la frecuencia de latido en un 81,5%, 1 nM en un 27,8%, mientras que 100 nM provocó la detención al segundo día.
• Las mediciones de AMPc validaron el mecanismo de acción del roflumilast, confirmando la fiabilidad del sistema.

Conclusiones:

• La estrategia desarrollada integra todos los procedimientos en el chip, eliminando la pérdida de HDCO y resolviendo conflictos entre muestras limitadas y pruebas de múltiples condiciones.
• La mejora de la precisión del seguimiento al prevenir el desplazamiento/solapamiento de organoides supera las limitaciones de las placas multipocillo.
• El sistema reproducible y de bajo costo acelera la detección de fármacos y permite el estudio preciso de la fisiología ciliar, apoyando la investigación y la traducción clínica para enfermedades relacionadas con los cilios.