Los chips contienen múltiples órganos que producen células y genes, que se conectan por medio de canales microscópicos e imitan la fisiología humana.
Son pequeños, mitad humanos y mitad tecnológicos. Son hígados, riñones y corazón, pero en versión miniatura, y procesados por científicos.
Son órganos biónicos y han sido desarrollados en dispositivos creados por estudiantes y científicos del BioDesign Medical Innovation Program, del Alexander Grass Center for Bioengineering de The Hebrew University of Jerusalem.
¿Su utilidad? Servir, en un futuro, como una alternativa más específica y rápida que reemplace a los estudios en animales, afirma en entrevista con este diario el ingeniero biomédico y docente israelí Yaakov Nahmias, uno de los fundadores del programa y director del centro.
“Hoy, mientras compañías farmacéuticas están intentando desarrollar nuevos medicamentos para tratar diabetes o cáncer, nosotros tenemos vastos laboratorios de moléculas que funcionan con potencial regenerador. Encontrar la molécula que podría matar células cancerígenas, o tratar la hipoglicemia es fácil realmente; el problema está en encontrar cuál de todas las moléculas pueden causar la menor cantidad de daño posible y seleccionar así una molécula que no sea tóxica, para que así pueda entrar al mercado farmacéutico. Esto constituye los 50 años de desarrollo”, afirma el científico.
En la actualidad cualquier medicamento que se desarrolle debe ser probado en modelos animales, como ratones y ratas, para observar la toxicidad que estos causen al hígado, riñones, al sistema nervioso, etc.
Los chips contienen múltiples órganos que producen células y genes, que se conectan por medio de canales microscópicos e imitan la fisiología humana.
Sin embargo, Nahmias plantea que estos animales pequeños son muy diferentes a los humanos. “Nosotros funcionamos de día, y ellos de noche; su genética es muy diferente a la de nosotros (….) Estas diferencias han traído un problema: se ha encontrado que 70% de los fármacos que son tóxicos en ratones no lo son en humanos, y que 70% de los fármacos que son tóxicos en humanos no lo son en ratones”.
Uno de los principales ejemplos de casos famosos de medicamentos tóxicos para humanos fue el uso de la talidomida, una píldora indicada para mujeres embarazadas que causó defectos en niños al nacer en la década de 1960. La falla se dio porque “la píldora demostró seguridad en ratas y ratones”.
Por este ejemplo, y otros, Nahmias se refiere a las pruebas farmacológicas en animales como “un modelo horrible, pero es el único que tenemos [para probar fármacos]”.
De ahí surgió la idea de conformar equipos de científicos que apuesten por la bioingeniería, para así evaluar la toxicidad de medicamentos en etapas de estudio, así como los pormenores del funcionamiento de órganos humanos.
Crean órganos biónicos
Yaakov Nahmias es un ingeniero biomédico y docente universitario de origen israelí, que trabaja en el estudio de células humanas de órganos, como las del hígado, como si se tratase de un juego de legos, afirma metafórica y literalmente.
Sin embargo, se trata de una dinámica de ingeniería biomédica por la vida.
Yaakov Nahmias tiene estudios de doctorado y postdoctorado en Ingeniería Biomédica.
Este fundador y director del Alexander Grass Center for Bioengineering de The Hebrew University of Jerusalem, ha recreado la fisiología humana en nanotecnología, a través de la creación de “pequeños órganos en chips”, almacenando en ellos tejidos humanos del hígado, por ejemplo, como una alternativa para evaluar cómo sería la reacción humana a determinados fármacos en desarrollo, siendo esta una alternativa a la práctica de los estudios en animales.
Así lo afirma este científico en una entrevista concedida, tras una visita que hizo al istmo recientemente.
Nahmias participó en la conformación del BioDesign Medical Innovation Program de dicho centro, siendo el proyecto “Liver-on-a-chip” (hígado en un chip) uno de los resultados del mismo, indica Nahmias, quien cuenta con un doctorado y postdoctorado en ingeniería biomédica y un técnico en ingeniería química.
En palabras sencillas, en el programa, en el que participan biólogos e ingenieros —a quienes se les enseña a pensar como científicos e innovadores—, se han producido estos dispositivos de tamaños reducidos, que contienen múltiples órganos humanos que crecen en ellos, y que producen células y genes humanos, los cuales se conectan por medio de canales microscópicos que imitan la misma fisiología humana.
‘Hígado en chip’
En la última década, los integrantes del programa han estado tomando células humanas para crear tejidos en chips del tamaño de una moneda, afirma Nahmias. “Tenemos pequeños hígados comunicándose con pequeños corazones, comunicándose con pequeños riñones… Es decir, hemos creado una minifisiología. Tenemos una pequeña mesa sobre la que se trabajan cientos de miles de experimentos”.
Uno de ellos es el “MicroLiver”. Pero, ¿por qué la creación de un hígado hecho chip? El hígado es el órgano más importante para el metabolismo humano, ya que es el que regula el nivel de azúcar y lípidos en la sangre, y es el que más daño sufre tras la ingesta de fármacos, explica Nahmias.
Se han creado dispositivos pequeños con órganos biónicos para evaluar la toxicidad de productos farmacéuticos en desarrollo.
“Nosotros hemos creado hígados humanos en chips [que sobrevivieron durante más de 30 días]. El mes pasado obtuvimos un gran hallazgo: adherimos a los hígados sensores electroópticos (…), creando así microórganos biónicos, es decir, mitad biológico y mitad tecnológico”.
La colocación de estos sensores dentro de los tejidos del hígado —algo que no se había realizado antes— hizo posible que se midiera la respiración celular en tiempo real, lo que permitió que se detectaran pequeños cambios en el metabolismo.
En otras palabras, Nahmias dice que “estamos desarrollando órganos biónicos”, que permiten conocer la esencia de cómo trabajan sus células. “Podemos medir esto en unos segundos. Esto transforma todo, porque antes se trataba de encontrar esto en ratones, para medirlo una vez a la semana o una vez al mes; ahora, en Israel, nosotros podemos medir esto cada minuto”.
Programa educativo
Haciendo alusión a la ampliación del Canal de Panamá, Nahmias señala que el istmo es un país que está apostando por la innovación y eso lo puede ayudar a “convertirse en un gran hub de innovaciones biomédicas”.
Añade que Israel tiene una gran experiencia en lo que refiere a la innovación.
Pone como ejemplo el caso del BioDesign Medical Innovation Program, creado en 2010, una iniciativa con la que se hacen reuniones con cinco personas que conforman un equipo disciplinario.
“Tomamos estos grupos y los sumergimos en hospitales, donde interactúan con pacientes, enfermeras y médicos, y tratan de encontrar problemas clínicos para los que nadie tiene la solución. Luego, ellos vuelven al laboratorio con estos problemas (…) hasta conseguir una posible solución; cuando finalmente ellos encuentran algo, proceden a desarrollar una alternativa para este, así como un prototipo, una estrategia de negocios y una patente, y lo hacemos todo en un año”.
De esta manera se crean cuatro startups (compañías emergentes) cada año, y cuentan con el patrocinio de compañías como Boston Scientific Corp. y Terumo, que desarrollan dispositivos médicos.
La salud del mañana
Sobre la medicina del futuro, Nahmias hace referencia al rol de la telemedicina, o medicina a distancia, dado que se cuenta con una población cada vez más envejecida.
“En Estados Unidos y en Europa tenemos una población envejecida que vive hasta los 1990. Todos necesitamos cuidado de salud, pero cuando pensamos en ello, solemos pensar en hospitales y médicos tradicionales, pero todo debe tener un sentido más humano”.
Por eso, Nahmias agrega que parte de las nuevas tecnologías, son diseñados con más sentido humano, por ejemplo, para tratar pacientes en casa por medio de dispositivos de telemedicina. “Esto se va convertir en algo muy importante (….), especialmente en centros de salud de Latinoamérica y África”, indica.
Por otro lado, en cuanto a la forma de tratar el cáncer, el científico recalca que comparado con hace una década, a la fecha se cuenta con un mayor arsenal para tratar el cáncer gracias a la tendencia de la medicina personalizada.
Sin embargo, plantea que un vacío existente continúa siendo lograr diagnósticos de cáncer más rápidos.
Mientras la biomedicina continúa avanzando para mejorar la salud humana, Nahmias continúa haciendo su trabajo científico y docente en The Hebrew University of Jerusalem, en aras de lograr una vida más sana y larga.
Para responder a la pregunta de qué es lo que más disfruta de su labor, hace una comparación con el juego de legos, pues su tarea consiste en construir dispositivos.
“Uno de los aspectos que me motivaron a ser ingeniero es que realmente disfruto construyendo nuevas cosas, y en la industria educativa puedo construir mucho. ¡Tengo una docena de proyectos andando en el laboratorio para tratar diabetes, cáncer, síndrome metabólico, así como desarrollo de chips y nanotecnologías! A mí me gusta hacer muchas cosas diferentes a la vez (…) Yo siento que sigo jugando con legos, y usando células para crear nuevos tejidos y nuevos órganos”, dice.
Fuente:
La prensa
