Los investigadores han desarrollado un órgano en un chip tridimensional con vasos sanguíneos que imitan las articulaciones humanas. El descubrimiento ayudará a los investigadores a comprender mejor la patología de las enfermedades articulares y ayudará en la identificación y prueba de nuevos tratamientos para la artritis. Las enfermedades artríticas de las articulaciones, como la artritis reumatoide y la osteoartritis, se caracterizan por la inflamación de la membrana sinovial, la membrana de la cavidad articular que produce un líquido viscoso para lubricar la articulación y prevenir el desgaste durante el movimiento de la articulación. No existe otra cura que tratar el dolor y la hinchazón asociados con esta condición debilitante.
Las terapias dirigidas a la sinovial tienen un gran potencial para tratar la enfermedad articular artrítica, pero se necesita un modelo que reproduzca con precisión la compleja fisiología humana. Ahora, investigadores de la Universidad Queen Mary de Londres han hecho precisamente eso: crear un órgano en 3D en un chip que contiene sinoviocitos humanos y células de vasos sanguíneos.
"Nuestro modelo es el primer chip sinovial vascularizado humano que emplea carga mecánica y replica con éxito muchas características clave de la biología sinovial nativa", dijo Timothy Hopkins, uno de los coautores del estudio.
Primero se realizaron varios experimentos de cultivo celular en 2D para optimizar el cultivo y las condiciones experimentales que posteriormente se aplicaron al modelo de órgano en un chip. El modelo consta de células sinoviales primarias similares a fibroblastos humanos (hFLS), sinoviocitos especializados y células endoteliales de la vena umbilical humana (HUVEC), que pueden convertirse en una red vascular funcional.
Los investigadores observaron que hFLS exhibía características de comportamiento del revestimiento o revestimiento sinovial humano nativo. En los seres humanos, la membrana sinovial está muy vascularizada y los capilares suelen estar situados debajo de la íntima. hFLS también secreta un componente importante del líquido sinovial y responde a la inflamación y a las pruebas de estiramiento mecánico.
Los investigadores dicen que sus hallazgos demuestran el potencial de la membrana sinovial en un chip para comprender mejor los mecanismos de la enfermedad e identificar y probar nuevos tratamientos para la enfermedad artrítica, incluidos modelos personalizados de órgano en un chip de sinovial y tejidos relacionados.
"Creemos que nuestro modelo sinovial en un chip y los modelos de articulaciones humanas relacionados que se están desarrollando actualmente en nuestro laboratorio tienen el potencial de transformar las pruebas preclínicas y agilizar la administración de nuevos tratamientos para la artritis", afirmó Martin Knight, otro coautor del estudio. "Estamos entusiasmados de compartir este modelo con la comunidad científica y trabajar con socios de la industria para llevar nuevos tratamientos a los pacientes lo más rápido posible".
Además, el modelo se desarrolló utilizando una plataforma disponible comercialmente y no requiere experiencia en diseño y fabricación de dispositivos, lo que lo hace adecuado para un uso generalizado.
La investigación fue publicada en la revista Biomedical Materials.