Cultivan el microbioma intestinal dentro de un chip para tratar enfermedades como el cáncer

Un equipo de investigadores de la Universidad de California y del Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley, en Estados Unidos, han diseñado un chip con el que simular el comportamiento del microbioma intestinal. De esta forma, han logrado cocultivar los microorganismos que conforman el microbioma y varias células intestinales. 

Gracias a esta técnica de cultivo, que consiste en mezclar varios tipos de bacterias in vitro para que interaccionen, el equipo de científicos busca investigar la disbiosis, un desequilibrio en la comunidad microbiana intestinal con grandes consecuencias para la salud y muy común entre la población general. Esta alteración se produce cuando nuestra microbiota tiene una presencia mayor de bacterias patógenas, que pueden provocar enfermedades, o cuando se pierden microorganismos beneficiosos. Por ello, el equipo quiere encontrar formas innovadoras de diagnosticar, mitigar y tratar esta afección.

No hay que perder de vista que, además de la digestión de los alimentos, el intestino y su microbioma tienen muchas funciones ligadas a la regulación de la salud y a la prevención de enfermedades. De hecho, la alteración de la barrera intestinal se ha relacionado con el desarrollo de la enfermedad inflamatoria intestinal y el cáncer colorrectal u otras no gastrointestinales como el cáncer, la diabetes, la obesidad, el asma, las enfermedades cardiovasculares y las infecciones respiratorias como la Covid-19. "El acceso a modelos eficaces de órganos humanos que se pueden estudiar en el laboratorio puede acelerar significativamente los descubrimientos científicos y el desarrollo de nuevos medicamentos", señala el autor principal del estudio, Amin Valiei. 

Órganos humanos en miniatura

Este chip forma parte de la gama de dispositivos “Organ-on-a-chip”, un conjunto de modelos miniaturizados de órganos humanos que contienen pequeños microcanales donde las células y los cultivos de tejidos interactúan con nutrientes controlados con mucha precisión. Siguiendo esta estrategia, consiguen regular el entorno de la célula para crear modelos realistas de tejido.

Fuente: AIP Publishing Bioingeniería APL

El microbioma tiene unas condiciones ambientales únicas que también se pueden simular mediante estos dispositivos. En concreto, los que están centrados en el microbioma intestinal, denominados “Gut-on-a-chip”, pueden simular la atmósfera anaeróbica del intestino, el flujo de fluidos y los pulsos de contracción/relajación. Así, el cultivo de células intestinales en este entorno hace que se asemejen más a la biología humana en comparación con los cultivos celulares de laboratorio estándar.

"Los modelos han demostrado tener éxito en el mantenimiento de un cocultivo viable de las células intestinales humanas y el microbioma durante unos días e incluso semanas", afirma Valiei. "Esto abre nuevas formas de analizar el microbioma en condiciones biológicamente relevantes, ya que sus capacidades únicas hacen que meter cada órgano en un chip sea apto para muchas investigaciones en el futuro".

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