Un equipo israelí-alemán está trabajando en una tecnología innovadora que podría agradar a las grandes farmacéuticas, gigantes cosmetológicos y amantes de los animales: “hígados en un chip” para las pruebas de las primeras etapas en las células humanas (Probablemente en una etapa de prueba tardía todavía se hace en personas).
El avance tecnológico estaba creando hígados diminutos, a partir de células de hígado humano. Estos micro-hígados sobrevivieron durante más de un mes, algo así como un gran avance en sí mismo.
Debido a que estaban creando sistemas exógenos, no animales sucedáneos, los científicos se dieron cuenta que podían integrar sensores nanotecnológicos de alta sensibilidad en el tejido.
“Esencialmente estamos construyendo órganos biónicos en un chip”, explica el Prof. Yaakov Nahmias, director del Centro de Alexander Hierba de Bioingeniería de la Universidad Hebrea de Jerusalén.
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Los estudios de toxicidad animal en productos farmacéuticos y cosméticos ya habían sido motivo de controversia, sobre todo porque los modelos animales pueden fallar completamente para predecir la reacción humana a ciertos medicamentos o productos químicos.
La Unión Europea prohibió completamente la experimentación animal en el desarrollo de cosméticos.
El motivo por el cual se han tomado las células de hígado y no de los riñones, o células cutáneas, fue debido a que nuestro hígado metaboliza los medicamentos que tomamos.
Antes de que un fármaco se comercializa, el fabricante tiene que demostrar que el fármaco no daña el cuerpo y / o el hígado (al menos más allá de los niveles razonables).
La “Lesión hepática inducida por medicamentos” es una de las razones más comunes por la que los fármacos no pasan los ensayos clínicos o pasan a retiro, explica Nahmias.En resumen, las compañías farmacéuticas necesitan ver cómo las drogas afectan al hígado – así que tener un pequeño chip, en lugar de un conejo o un ratón vivo, es muy útil. A pesar de ello el equipo no anticipa la comercialización antes del 2017.
“Nadie puso sensores dentro de los tejidos del hígado antes”, dijo Nahmias, “Esto permitió la medición de alta sensibilidad de la respiración celular en tiempo real, por lo que puede detectarse pequeños cambios en el metabolismo”.
Por quién doblan las penicilinas
¿Por qué sustituir a ratas de laboratorio con alta tecnología y nanotecnología biónica presumiblemente cara?
Dejando a un lado los derechos de los animales, un problema con los modelos animales es que diferentes especies pueden reaccionar de diferentes maneras a la misma droga.
Un ejemplo clásico es que el Valium, recetado para estados de ansiedad a su gato en dosis elevadas (provoca insuficiencia hepática). Otro ejemplo es el chocolate producto que enloquece a los niños, pero puede dañar al perro y la penicilina puede salvar su vida, pero administrado en un hámster sería mortal.
La aspirina aliviará su sufrimiento, pero causará graves defectos de nacimiento en los roedores.
Así la inversa, se comprobó que la talidomida es completamente segura en animales, y causó severos defectos de nacimiento en seres humanos a lo largo de la década de 1950. Eso se debe en pocas palabras a que, las diferentes especies tienen diferentes cuerpos – que ni siquiera estamos afectados por las mismas bacterias ni gérmenes. Nuestros gatos no reciben nuestros resfriados.
¿Qué debe hacer un investigador médico o un fabricante de lápiz labial, para probar sus productos y asegurarse de que son seguros para los seres humanos?.
Mantener las células vivas fuera del cuerpo no es tan simple. Además, las células aisladas no se comportan como lo harían en nuestros cuerpos, en las que son parte de un sistema más grande, infinitamente complejo. Sin embargo, el dispositivo de chip de hígado creado por científicos de la Universidad Hebrea y del Instituto Fraunhofer de Terapia Celular e Inmunología en Alemania no imitar la fisiología humana, dicen los científicos.
Mientras tanto, la toxicidad Tylenol
En medio de esta investigación el equipo deshizo un misterio que viene de décadas atrás: el mecanismo celular de la rara pero grave, toxicidad del Tylenol (paracetamol).
De hecho, gracias a los pequeñísimos sensores en sus hígados, los científicos también lograron un gran avance científico. Al probar las capacidades de su dispositivo de hígado para detectar la toxicidad humana, descubrieron un mecanismo previamente desconocido de la toxicidad del acetaminofeno (Tylenol).
“Utilizamos nuestra nueva tecnología para observar la toxicidad del paracetamol (Tylenol) y otros medicamentos,” observó Nahmias.
“Demostramos que el acetaminofén causa daños directos al metabolismo celular, atacando la mitocondria, un pequeño orgánulo de las células responsables de la generación de energía. Nuestro descubrimiento explica por qué el paracetamol a veces daña los riñones y la piel. No fue posible obtener este tipo de información en experimentos con animales”. Ahora, gracias al chip de hígado, lo sabemos.
“Este es un estudio fascinante”, comentó el profesor Oren Shibolet, Jefe de la Unidad de Hígado en el Centro Médico Sourasky Tel-Aviv y experto en lesión hepática inducida por fármacos.
“Sabíamos que el paracetamol puede causar nefrotoxicidad, así como reacciones cutáneas poco frecuentes pero graves, pero hasta ahora, no entendíamos realmente el mecanismo de tal efecto. Esta nueva tecnología proporciona una visión excepcional en la toxicidad del fármaco, y de hecho, podría transformar la práctica actual”.