image: The multi-organ system filled with green dye for visualization. Each numbered chamber houses different biological components, such as liver cells and cancer cells. This material relates to a paper that appeared in the Jun. 19, 2019, issue of <i>Science Translational Medicine</i>, published by AAAS. The paper, by C.W. McAleer at Hesperos Inc. in Orlando, FL; and colleagues was titled, "Multi-organ system for the evaluation of efficacy and off-target toxicity of anticancer therapeutics." view more
Credit: [Credit: C.W. McAleer <i>et al., Science Translational Medicine</i> (2019)]
Christopher McAleer y sus colegas han creado un nuevo sistema multiórgano en chip que puede capturar con precisión los efectos tóxicos de quimioterapias metabolizadas por el hígado. Por lo general, estos efectos no se observan en el cultivo de células preclínico estándar para el desarrollo de fármacos. Esta tecnología podría ayudar a los científicos a medir la efectividad y los posibles efectos secundarios de los medicamentos nuevos y ya existentes con mayor rapidez y precisión en comparación con los modelos preclínicos estándar. Los fármacos candidatos a las pruebas con modelos animales presentan una elevada tasa de fracaso clínico y los estudios de seguridad basados en células humanas individuales pueden pasar por alto la toxicidad en sistemas de órganos más grandes, como el hígado y el corazón. Como resultado, ciertos fármacos candidatos con un perfil de seguridad inicialmente prometedor pueden presentar un bajo rendimiento en los ensayos clínicos a causa de imprevistos efectos secundarios perjudiciales. En esta ocasión, McAleer et al. crearon un modelo de organismo en chip que evalúa de modo fiable el efecto de las quimioterapias simultáneamente en el interior y el exterior de múltiples órganos. Su sistema contiene cinco cámaras que pueden albergar diferentes poblaciones de células humanas de cáncer y órganos, algunas de las cuales se cultivan en módulos eléctricos en un medio de recirculación que imita la circulación sanguínea. Es importante destacar que el sistema se puede adaptar fácil y rápidamente mediante la inserción de nuevos chips en diferentes compartimentos, lo que permite flexibilidad a la hora de realizar pruebas en diferentes sistemas de órganos. Los experimentos revelaron que la quimioterapia con diclofenaco ejercía efectos tóxicos en las células hepáticas (reduciendo la viabilidad hepática en un 30 %) en un sistema que representaba el cáncer de médula ósea. En una configuración diferente, la quimioterapia con tamoxifeno afectó a la función de las células cardiacas y fue más efectiva contra el cáncer de vulva resistente a los medicamentos cuando se combinó con el fármaco verapamilo para la presión arterial. Según los autores, además de sus potenciales usos en pruebas de fármacos, el modelo de chip podría tener aplicaciones en el diseño de terapias personalizadas mediante la integración de células derivadas de los pacientes.
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Journal
Science Translational Medicine