Modelos personalizados de barreras biológicas y sus enfermedades: avances recientes con órganos en chips

Área de la Ciencia:

• Ingeniería Biomédica Ingeniería Biomédica.
• Biología celular Biología celular.
• La medicina traslacional es una medicina traslacional.

Sus antecedentes:

• Los tejidos de barrera (epitelial, endotelial) son vitales para la compartimentación del cuerpo, la vigilancia inmune y la homeostasis.
• La disfunción de estas barreras contribuye a diversas enfermedades, incluyendo dermatitis y neurodegeneración.
• Los cultivos celulares tradicionales carecen de relevancia microambiental y genética específica del paciente.

Objetivo del estudio:

• Revisar la diversidad y las funciones del sistema de barrera humana.
• Explorar la aplicación de órganos en chips (OOC) en el modelado de enfermedades de barrera.
• Para resaltar el potencial de los OoCs con células derivadas de pacientes para la medicina de precisión.

Principales métodos:

• Estudiar la diversidad arquitectónica y las funciones fisiológicas de los sistemas de barrera humana.
• Analizar las capacidades de las plataformas de OoC para recapitular las características específicas de las barreras (flujo, biomecánica, gradientes, multicelularidad).
• Evaluación de la integración de células derivadas de células madre pluripotentes primarias o inducidas (iPSC) en OoCs.

Principales resultados:

• Los OoC pueden replicar aspectos clave de la fisiología del tejido de barrera, incluyendo el flujo, la biomecánica y la arquitectura multicelular.
• Las células derivadas de pacientes en los OoC permiten el modelado personalizado de enfermedades y las pruebas de fármacos.
• Existe un progreso variado en los diferentes sistemas de barreras, lo que requiere adaptaciones específicas de ingeniería.

Conclusiones:

• La tecnología OoC, particularmente con células derivadas de pacientes, presenta oportunidades significativas para el modelado de enfermedades y el desarrollo de fármacos.
• El perfeccionamiento de la diferenciación iPSC y la ingeniería OoC está en curso.
• Los OOCs cierran la brecha entre la investigación fundamental y la medicina traslacional para las enfermedades de barrera.