Investigadores del Centro RIKEN de Investigación de Dinámica de Biosistemas en Japón han desarrollado un nuevo sistema para mantener el tejido viable para un estudio a largo plazo una vez transferido de un animal a un medio de cultivo. El nuevo sistema utiliza un dispositivo de microfluidos que puede evitar que el tejido se seque y se ahogue en el líquido. Un experimento de prueba de concepto mostró que el tejido explantado del cerebro del ratón seguía siendo viable después de casi un mes en cultivo. mucho más de lo que es posible con otros métodos de cultivo de microfluidos, y también mucho más simple.

Experimentar con tejidos en cultivo puede facilitar el descubrimiento de fármacos porque los investigadores pueden manipular sistemáticamente el tejido y probar diferentes fármacos o combinaciones de fármacos. Sin embargo, al estudiar un sistema completo en el que muchas células deben interactuar entre sí, ha resultado difícil mantener el tejido "vivo" durante más de unos pocos días. El tejido se seca rápidamente y muere a menos que se coloque en un medio de cultivo húmedo con los nutrientes adecuados. Por otra parte, sumergir tejido complejo en líquido puede dañar el tejido porque no permite la transferencia normal de gases entre ellos.

Para resolver este problema, los científicos de RIKEN desarrollaron un dispositivo de microfluidos que utiliza polidimetilsiloxano (PDMS), el material que se utiliza a menudo como antiespumante en medicamentos de venta libre. El dispositivo tiene un canal semipermeable rodeado por una membrana artificial y paredes sólidas de PDMS. En lugar de estar constantemente sumergido en fluidos, el tejido se benefició de que el medio de cultivo circule dentro del microcanal y pase a través de la membrana permeable, lo que permitió un intercambio de gases adecuado. Esto suena simple pero encontrar la configuración óptima resultó ser un desafío. Como señala el primer autor Nobutoshi Ota, "Controlar el flujo del medio fue difícil porque el microcanal que se formó entre las paredes del PDMS y la membrana porosa era inusual. Sin embargo, tuvimos éxito después de modificaciones de prueba y error en la membrana porosa y ajustes de las tasas de flujo de entrada / salida ".

El equipo probó el dispositivo utilizando tejido del núcleo supraquiasmático del ratón, una parte compleja del cerebro que gobierna los ritmos circadianos. Los propios ratones eran ratones knock-in en los que la actividad del ritmo circadiano en el cerebro estaba relacionada con la producción de una proteína altamente fluorescente. Midiendo el nivel de bioluminiscencia proveniente del tejido cerebral, pudieron ver que el tejido mantenido vivo por su sistema se mantuvo activo y funcional durante más de 25 días con una buena actividad circadiana. A diferencia de, la actividad neural en el tejido mantenido en un cultivo convencional disminuyó en un 6% después de solo 10 horas.

Este nuevo método tendrá varios beneficios. A corto plazo, Será útil para observar el desarrollo biológico y probar cómo los tejidos responden a los fármacos. Los beneficios a largo plazo también son claros. "Este método se puede utilizar para más tejidos explantados de animales, ", dice Ota." También mejorará la investigación de la organogénesis a través del cultivo y la observación a largo plazo que son necesarios para el crecimiento de tejidos y órganos ".

En efecto, Actualmente, el equipo está planificando experimentos a largo plazo utilizando su sistema para observar la formación de vasos sanguíneos y los movimientos de las células durante la formación de organoides.

Este estudio fue publicado en la revista Ciencias analíticas .