El nuevo dispositivo "cornea-on-a-chip" puede reproducir la presión de las lágrimas en movimiento dentro de un párpado parpadeante, y puede probar con mayor precisión los efectos de las drogas en el ojo humano. Crédito:Mindy Takamiya / Universidad de Kioto iCeMS
Investigadores del Instituto de Ciencias Integradas del Material Celular (iCeMS) de la Universidad de Kioto han desarrollado un dispositivo que mueve los fluidos sobre las células de la córnea de manera similar al movimiento de las lágrimas sobre un ojo que parpadea. Los científicos esperan que sus hallazgos, reportado en la revista Laboratorio en un chip , ayudará a mejorar el desarrollo y las pruebas de fármacos oftálmicos, y comprender mejor cómo el parpadeo afecta la superficie de la córnea.
La córnea es el disco transparente que cubre la superficie central del ojo. Actúa como barrera protectora contra el polvo, gérmenes y otros objetos potencialmente dañinos.
Una forma en que los científicos prueban los medicamentos oftálmicos es administrándolos en los ojos de los conejos. Pero los conejos parpadean significativamente menos que los humanos, por lo que las drogas tienen más posibilidades de penetrar la córnea del conejo y entrar en el ojo. Alternativamente, los científicos utilizan pozos diminutos que contienen células corneales humanas. Pero aqui tambien las células no están expuestas al entorno normal de un ojo humano vivo.
El científico farmacéutico de la Universidad de Kyoto, Rodi Abdalkader, y el microingeniero Ken-ichiro Kamei colaboraron para desarrollar un dispositivo que supera estos problemas. Imprimieron en 3D un dispositivo que contiene cuatro canales superiores y cuatro inferiores, separados por una membrana porosa de poliéster transparente. Las células de la córnea se incuban en cada canal superior en la parte superior de la membrana. Después de siete días, forman una barrera de células que separa los canales superior e inferior. Luego, se mueve líquido a través del dispositivo para emular la presión ejercida en un lado de la córnea por un párpado parpadeante y lágrimas en movimiento. y del otro lado por el fluido del ojo interno.
El dispositivo recientemente desarrollado Crédito:Universidad de Kioto iCeMS
Curiosamente, encontraron que este movimiento cambiaba la forma de las células y aumentaba la producción de filamentos, que son conocidos por mantener las células corneales flexibles y elásticas.
"Fue realmente interesante descubrir que un estímulo similar a un parpadeo tiene un impacto biológico directo en estas células, ", dice Abdalkader." Parpadeamos con frecuencia e inconscientemente todo el tiempo. Con cada parpadeo Se aplica un esfuerzo cortante en la barrera corneal que hace que el sistema de contradefensa de la córnea secrete filamentos fibrosos. como queratinas, para superar los efectos del estrés ".
El dispositivo no solo emula el parpadeo humano mientras usa células humanas, pero también permite probar cuatro muestras diferentes en condiciones similares al mismo tiempo.
"Creemos que esta plataforma allanará el camino para un mejor desarrollo de fármacos oculares, y más investigaciones sobre los efectos del esfuerzo cortante causado por el parpadeo de los ojos en la superficie del ojo, "dice Abdalkader.
