El dispositivo placenta-en-un-chip. La cámara azul y la roja están separadas por una membrana semipermeable. Los investigadores colocaron células maternales en una y fetales en la otra. Luego añadieron glucosa en la materna y observaron cómo se filtró a la fetal. Fuente: NIH.
Investigadores de los Institutos Nacionales de Salud (NIH) estadounidenses han desarrollado una "placenta-en-un-chip" para estudiar el funcionamiento interno de la placenta humana y su papel en el embarazo. El dispositivo fue diseñado para imitar, a nivel micro, la estructura y la función de la placenta y modelar la transferencia de nutrientes de la madre al feto.
Este prototipo es uno de los últimos de una serie de tecnologías órgano-en-un-chip desarrolladas para acelerar los avances biomédicos.
El estudio, publicado en línea en la revista Journal of Maternal-Fetal & Neonatal Medicine, lo llevó a cabo un equipo interdisciplinar de investigadores del Instituto Nacional de Salud Infantil y Desarrollo Humano (NICHD), la Universidad de Pennsylvania, la Universidad Estatal de Wayne/Detroit Medical Center, de la Universidad Nacional de Seúl y del Asan Medical Center de Corea del Sur.
"Creemos que esta tecnología se puede utilizar para hacer frente a preguntas difíciles de contestar con los actuales modelos de placenta y ayudar a la investigación sobre el embarazo y sus complicaciones", dice Roberto Romero, jefe del Departamento de Investigación en Perinatología del NICHD y uno de los autores del estudio, en la nota de prensa de los NIH.
La placenta es un órgano temporal que se desarrolla en el embarazo y es la principal interfaz entre la madre y el feto. Entre sus muchas funciones está servir como "guardia de tráfico" para las sustancias que viajan entre la madre y el feto. La placenta ayuda a los nutrientes y al oxígeno a moverse hacia el feto y a expulsar los productos de desecho. Al mismo tiempo, la placenta trata de frenar que las exposiciones ambientales nocivas, como las bacterias, virus y ciertos medicamentos, alcancen el feto. Cuando la placenta no funciona correctamente, la salud de la madre y la del bebé sufren.
Este prototipo es uno de los últimos de una serie de tecnologías órgano-en-un-chip desarrolladas para acelerar los avances biomédicos.
El estudio, publicado en línea en la revista Journal of Maternal-Fetal & Neonatal Medicine, lo llevó a cabo un equipo interdisciplinar de investigadores del Instituto Nacional de Salud Infantil y Desarrollo Humano (NICHD), la Universidad de Pennsylvania, la Universidad Estatal de Wayne/Detroit Medical Center, de la Universidad Nacional de Seúl y del Asan Medical Center de Corea del Sur.
"Creemos que esta tecnología se puede utilizar para hacer frente a preguntas difíciles de contestar con los actuales modelos de placenta y ayudar a la investigación sobre el embarazo y sus complicaciones", dice Roberto Romero, jefe del Departamento de Investigación en Perinatología del NICHD y uno de los autores del estudio, en la nota de prensa de los NIH.
La placenta es un órgano temporal que se desarrolla en el embarazo y es la principal interfaz entre la madre y el feto. Entre sus muchas funciones está servir como "guardia de tráfico" para las sustancias que viajan entre la madre y el feto. La placenta ayuda a los nutrientes y al oxígeno a moverse hacia el feto y a expulsar los productos de desecho. Al mismo tiempo, la placenta trata de frenar que las exposiciones ambientales nocivas, como las bacterias, virus y ciertos medicamentos, alcancen el feto. Cuando la placenta no funciona correctamente, la salud de la madre y la del bebé sufren.
Reto
Los investigadores están tratando de aprender cómo la placenta gestiona todo este tráfico, transportando algunas sustancias y bloqueando otras. Este conocimiento podría algún día ayudar a los médicos a evaluar mejor la salud de la placenta y en última instancia, mejorar los resultados del embarazo.
Sin embargo, el estudio de la placenta en el ser humano es un reto: exige tiempo, está sujeto a una gran variabilidad y es potencialmente arriesgado para el feto. Por estas razones, los estudios anteriores sobre el transporte placentario se han basado en gran medida en modelos animales y en células humanas cultivadas en laboratorio. Estos métodos han arrojado información útil, pero están limitados en cuanto a lo bien que pueden imitar los procesos fisiológicos de los seres humanos.
Los investigadores crearon la tecnología placenta-en-un-chip para hacer frente a estos desafíos, usando células humanas en una estructura que se asemeja más a la barrera materno-fetal de la placenta. El dispositivo consta de una membrana semi-permeable entre dos pequeñas cámaras, una lleno de células maternas derivadas de una placenta de un parto y la otra lleno de células fetales derivadas de un cordón umbilical.
Después de diseñar la estructura del modelo, los investigadores probaron su funcionamiento evaluando la transferencia de glucosa (producida por el cuerpo al convertir los carbohidratos en energía) del compartimiento materno al compartimiento fetal. La exitosa transferencia de glucosa en el dispositivo refleja lo que ocurre en el cuerpo.
"El chip puede permitirnos hacer experimentos de manera más eficiente y a un coste más bajo que los estudios en animales", dice Romero. "Con nuevas mejoras, esperamos que esta tecnología pueda conducir a una mejor comprensión de los procesos normales de la placenta y de los trastornos placentarios."
Bazo-en-un-chip
Investigadores del Instituto de Bioingeniería de Cataluña realizaron hace un año un gran avance en el ámbito de la microingeniería de órganos-en-un-chip, con la creación de un modelo funcional de bazo en 3D capaz de actuar como este órgano y filtrar los glóbulos rojos de la sangre.
Asimismo, investigadores de la Universidad de Harvard consiguieron en 2012 desvelar las claves del edema pulmonar humano a partir del análisis de un pulmón artificial, desarrollado en un chip.
Los investigadores están tratando de aprender cómo la placenta gestiona todo este tráfico, transportando algunas sustancias y bloqueando otras. Este conocimiento podría algún día ayudar a los médicos a evaluar mejor la salud de la placenta y en última instancia, mejorar los resultados del embarazo.
Sin embargo, el estudio de la placenta en el ser humano es un reto: exige tiempo, está sujeto a una gran variabilidad y es potencialmente arriesgado para el feto. Por estas razones, los estudios anteriores sobre el transporte placentario se han basado en gran medida en modelos animales y en células humanas cultivadas en laboratorio. Estos métodos han arrojado información útil, pero están limitados en cuanto a lo bien que pueden imitar los procesos fisiológicos de los seres humanos.
Los investigadores crearon la tecnología placenta-en-un-chip para hacer frente a estos desafíos, usando células humanas en una estructura que se asemeja más a la barrera materno-fetal de la placenta. El dispositivo consta de una membrana semi-permeable entre dos pequeñas cámaras, una lleno de células maternas derivadas de una placenta de un parto y la otra lleno de células fetales derivadas de un cordón umbilical.
Después de diseñar la estructura del modelo, los investigadores probaron su funcionamiento evaluando la transferencia de glucosa (producida por el cuerpo al convertir los carbohidratos en energía) del compartimiento materno al compartimiento fetal. La exitosa transferencia de glucosa en el dispositivo refleja lo que ocurre en el cuerpo.
"El chip puede permitirnos hacer experimentos de manera más eficiente y a un coste más bajo que los estudios en animales", dice Romero. "Con nuevas mejoras, esperamos que esta tecnología pueda conducir a una mejor comprensión de los procesos normales de la placenta y de los trastornos placentarios."
Bazo-en-un-chip
Investigadores del Instituto de Bioingeniería de Cataluña realizaron hace un año un gran avance en el ámbito de la microingeniería de órganos-en-un-chip, con la creación de un modelo funcional de bazo en 3D capaz de actuar como este órgano y filtrar los glóbulos rojos de la sangre.
Asimismo, investigadores de la Universidad de Harvard consiguieron en 2012 desvelar las claves del edema pulmonar humano a partir del análisis de un pulmón artificial, desarrollado en un chip.
Referencia bibliográfica:
Ji Soo Lee, Roberto Romero, Yu Mi Han, Hee Chan Kim, Chong Jai Kim, Joon-Seok Hong, y Dongeun Huh: Placenta-on-a-chip: a novel platform to study the biology of the human placenta. The Journal of Maternal-Fetal & Neonatal Medicine (2015). doi:10.3109/14767058.2015.1038518
Ji Soo Lee, Roberto Romero, Yu Mi Han, Hee Chan Kim, Chong Jai Kim, Joon-Seok Hong, y Dongeun Huh: Placenta-on-a-chip: a novel platform to study the biology of the human placenta. The Journal of Maternal-Fetal & Neonatal Medicine (2015). doi:10.3109/14767058.2015.1038518