Una de las pruebas que casi todo paciente debe afrontar antes de una cirugía u otra intervención sanitaria es un electrocardiograma. Para realizar esta proyección, los médicos utilizan tradicionalmente un conjunto de electrodos, que pueden registrar la actividad eléctrica del corazón. La pregunta es:¿qué sucede cuando la señal es mucho menor, por ejemplo, cuando quiere observar la actividad de pequeños grupos de células o grupos de células dentro de los tejidos?

Los científicos han abordado este problema durante años, ya que resolver este inconveniente puede allanar el camino en el desarrollo y la detección de fármacos. De igual importancia, el desarrollo de estas técnicas junto con el uso de derivados de células madre pluripotentes abre la puerta no solo a aplicaciones inmediatas en el campo cardíaco, pero en otras áreas importantes de investigación, como el campo neural.

Ahora, expertos del Instituto de Bioingeniería de Cataluña (IBEC), en colaboración con el Instituto de Ciencia de Materiales de Barcelona (ICMAB-CSIC), han logrado un nuevo hito. Al desarrollar una bioplataforma que integra en su núcleo un dispositivo electrónico orgánico llamado Transistor de efecto de campo orgánico controlado por electrolitos (EGOFET), Los investigadores han podido controlar la señal eléctrica de las células y los microtejidos durante largos períodos de tiempo.

El trabajo es el resultado de una fructífera colaboración multidisciplinar entre un equipo de dispositivos electrónicos orgánicos (liderado por la Dra. Marta Mas-Torrent del ICMAB), un equipo de bioingeniería (dirigido por el profesor de la UB Gabriel Gomila en el IBEC) y un equipo de ingeniería de tejidos de células madre (dirigido por la profesora de investigación ICREA Núria Montserrat en el IBEC), con la colaboración en el desarrollo de instrumentación del Dr. Tobias Cramer, de la Universidad de Bolonia en Italia.

"Fue sorprendente ver cómo la plataforma electrofisiológica desarrollada con células cardíacas sembradas fue funcional durante varias semanas sin degradar su rendimiento. Esta capacidad abre un sinfín de aplicaciones en biología y biomedicina, "dijo la Dra. Adrica Kyndiah, primer autor del artículo e investigador del IBEC.

Los transistores impresos y flexibles fueron fabricados por el grupo de la Dra. Marta Mas-Torrent del ICMAB-CSIC. Luego la superficie del EGOFET, y la plataforma completa, se adaptó para interconectar los grupos de células cardíacas derivadas de células madre pluripotentes humanas durante largos períodos de tiempo (varias semanas). Según los autores del artículo publicado en la revista Biosensores y bioelectrónica , la principal ventaja de utilizar dichos EGOFET para la grabación bioelectrónica es triple:

En primer lugar, Los EGOFET están hechos de un material orgánico sobre un sustrato mecánicamente flexible, son de naturaleza biocompatible y muestran un rendimiento robusto cuando se utilizan en un entorno fisiológico. En segundo lugar, un transistor ofrece amplificación de señal intrínseca sin el uso de amplificadores externos en comparación con los electrodos convencionales, lo que resulta en una alta relación señal / ruido. Y tercero, Funciona a voltajes bajos, lo que evita daños en las celdas o la excitación involuntaria de las celdas.

Los investigadores del IBEC no solo probaron el dispositivo en células cardíacas y microtejidos cardíacos, pero también investigó el efecto de dos fármacos conocidos que afectan el rendimiento cardíaco. Por lo tanto, El cribado de nuevos compuestos en cardiomiocitos y otras células eléctricas derivadas de células madre pluripotentes (como las neuronas) ahora sería posible. Este avance a su vez resultaría en la reducción del uso de modelos animales para estas aplicaciones.

Según el equipo multidisciplinario, los resultados son una prueba de trabajo conceptual, que podría extenderse desde el estudio in vitro a los registros in vivo de órganos y tejidos y a los dispositivos implantables para controlar la salud.