Diseñan un chip capaz de averiguar todo sobre la microbiota intestinal

El intestino es uno de los órganos más complejos del organismo y la Ciencia lo sabe. En su interior, está repleto de una amplia población microbiana muy diversa que interactúa y coopera con las células intestinales para digerir tanto los alimentos como los medicamentos. Sin embargo, se ha demostrado que las alteraciones de la microbiota tienen fuertes vínculos con un amplio número de patologías, como la enfermedad inflamatoria intestinal, la obesidad, el asma e incluso el cáncer de próstata, los trastornos psicológicos y del comportamiento, además de problemas neurológicos e incluso la esclerosis múltiple.

Por todo ello, la información que muestra el intestino resulta inmensamente útil para comprender su función y entender un buen puñado de dolencias asociadas, lo que ha dado pie a que investigadores de la Universidad de California, Berkeley y el Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley diseñen microdispositivos capaces de reproducir la microbiota intestinal de una persona para analizar la información en un laboratorio.

En concreto, los dispositivos Organ-on-a-chip son modelos miniaturizados de órganos humanos que contienen pequeños microcanales donde las células y los cultivos de tejidos interactúan con nutrientes controlados con precisión. Regular el entorno de la célula de tal manera es crucial para crear modelos realistas de tejido.

«La investigación médica actualmente enfrenta grandes obstáculos, tanto en términos de comprensión de la ciencia básica que rige la función de los órganos humanos como en la investigación y el desarrollo de nuevos medicamentos y terapias», asegura el autor principal del estudio, Amin Valiei, quien destaca que «el acceso a modelos válidos de órganos humanos que se pueden estudiar convenientemente en el laboratorio puede acelerar significativamente los descubrimientos científicos y el desarrollo de nuevos medicamentos».

Una microbiota de diseño

Modelar la microbiota intestinal es particularmente difícil debido a sus condiciones ambientales únicas. Mediante un diseño creativo, los dispositivos gut-on-a-chip pueden simular muchas de estas propiedades, como la atmósfera anaeróbica del intestino, el flujo de fluidos y los pulsos de contracción/relajación. El cultivo de células intestinales en este entorno significa que se asemejan más a la biología humana en comparación con los cultivos celulares de laboratorio estándar.

«Los modelos recientes de intestino en un chip han demostrado tener éxito en el mantenimiento de un cultivo viable de las células intestinales humanas y el microbioma durante unos días e incluso semanas», explica Valiei, quien apunta a que «esto abre nuevas formas de analizar el microbioma en condiciones biológicamente relevantes». De hecho, «sus capacidades únicas hacen que el órgano en un chip sea apto para muchas investigaciones en el futuro», avanza el investigador.

Actualmente, el equipo está investigando la disbiosis, un desequilibrio en la comunidad microbiana intestinal con importantes consecuencias para la salud. Su objetivo es encontrar formas innovadoras de diagnosticar, mitigar y tratar esta afección.