Plataforma microfluídica multifuncional basada en datos para la evaluación de seguridad in vitro del...

Área de la Ciencia:

• Biotecnología
• Ciencia de los Alimentos
• Toxicología

Sus antecedentes:

• El 5-hidroximetilfurfural (5-HMF) es un subproducto clave del procesamiento de alimentos con seguridad debatida.
• Los modelos de evaluación existentes arrojan resultados inconsistentes, lo que requiere métodos de evaluación mejorados.

Objetivo del estudio:

• Desarrollar una plataforma microfluídica multifuncional para la evaluación objetiva de la seguridad y eficacia del 5-HMF.
• Evaluar sistemáticamente las respuestas celulares inducidas por 5-HMF en un microambiente intestinal fisiológicamente relevante.

Principales métodos:

• Una plataforma microfluídica que integra un generador de gradiente de concentración, un módulo gut-on-a-chip y biosensores de aptámeros.
• Una estrategia de ponderación basada en datos para un índice de toxicidad unificado a partir de puntos finales de citotoxicidad multiparamétricos.
• Metabolómica no dirigida para dilucidar las vías moleculares involucradas en los efectos del 5-HMF.

Principales resultados:

• Se identificó un rango de concentración seguro para el 5-HMF (0-960 μg/mL).
• Se demostraron funciones antioxidantes duales: regulación positiva de SOD y GSH, e inhibición de TNF-α.
• Se reveló la regulación de vías metabólicas, incluyendo glutatión, ciclo TCA y metabolismo de purinas.

Conclusiones:

• La plataforma microfluídica integrada y basada en datos permite la evaluación objetiva de la toxicidad del 5-HMF.
• El 5-HMF exhibe propiedades antioxidantes y un rango de uso seguro definido.
• Este marco se puede aplicar para evaluar otras moléculas en sistemas fisiológicos simulados.