El páncreas humano en un chip para tratar la fibrosis quística

Los científicos desean ver si su dispositivo puede ayudar a las personas con FQ, una enfermedad genética de los pulmones causada por una mutación en el gen CFTR. La mutación conduce a un desequilibrio de sal y agua en las superficies celulares que obstruye los pulmones con moco espeso.

A medida que las personas con FQ envejecen corren más riesgo de contraer diabetes relacionada con FQ, explica Anjaparavanda Naren, investigador principal del estudio. Además, para empeorar las cosas, hasta ahora no ha habido una manera efectiva de estudiar este tipo de diabetes en el laboratorio para buscar mejores tratamientos.

« Los modelos de ratón de la FQ no recrean fielmente la diabetes relacionada con la FQ en el laboratorio –señala Naren-. Nuestra tecnología se parece mucho al páncreas humano y podría ayudarnos a encontrar medidas terapéuticas para controlar el desequilibrio de la glucosa en personas con FQ, que está relacionada con el aumento de la enfermedad y la muerte».

Aunque se sabe que las mutaciones en el gen CFTR causan fibrosis quística, su papel en este tipo de diabetes no está claro. Para responder a esa pregunta, los investigadores comenzaron por aislar las células epiteliales ductales pancreáticas y los islotes pancreáticos donados por pacientes quirúrgicos.

Los organoides ductales se cultivaron en una cámara doble transparente denominada dispositivo microfluídico, que contenía soluciones bioquímicas específicas para generar el páncreas en un chip. Las células epiteliales ductales se cultivaron en la cámara superior y las células de los islotes pancreáticos en la cámara inferior, separadas por una capa delgada de membrana porosa que permitió la interacción de las diferentes cámaras.

Las células crecieron y se expandieron en órganos pancreáticos tridimensionales que imitaban las comunicaciones célula a célula y el intercambio de líquidos , similar a la función de un páncreas humano desarrollado naturalmente.

Cuando los investigadores probaron el páncreas en un chip interrumpiendo la expresión del gen CFTR, afectó la comunicación de célula a célula, el intercambio de líquidos y la función endocrina afectada negativamente. Esto causó una deficiencia de insulina y recreó el proceso de la enfermedad CFRD similar al observado en el páncreas de una persona. Los investigadores dijeron que esto confirmó que el gen CFTR tiene un papel directo en la regulación de la secreción de insulina y en la diabetes en personas con FQ.

El equipo de investigación utilizará los dispositivos en un estudio piloto para probar los medicamentos aprobados por la FDA que modulan la expresión del gen CFTR. El objetivo será determinar qué tan bien los diferentes medicamentos CFTR pueden ralentizar o revertir la CFRD simulada en el laboratorio.