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Los científicos desarrollan la nueva prueba para examinar la embriotoxicidad de una droga en cultivos celulares

Las medicaciones tienen que ser seguras para molde-madre-a-son y para sus niños nonatos. Antes de que las autoridades aprueben una nueva droga, debe ser probada en las juicios animales en roedores embarazadas y, en general, conejos embarazadas. Los científicos en el departamento de la ciencia y de la ingeniería de los biosistemas en ETH Zurich en Basilea ahora han desarrollado una prueba que permite que él examine la embriotoxicidad de una droga en cultivos celulares en vez de animales.

La nueva prueba todavía no reemplaza las juicios animales que se requieren legalmente como parte del proceso de aprobación de la medicación. Sin embargo, como el nuevo procedimiento es simple, rápido, y barato, los investigadores podrán utilizarlo en el futuro para probar a un gran número de candidatos de la droga en un primero tiempo del proceso de desarrollo. Las substancias que son dañinas a los embriones serán descubiertas así temprano en el proceso de desarrollo de la droga y no sólo en embriotoxicidad estudian en las juicios animales. Porque son tan costosas, las pruebas animales no conducto hasta que mucho más adelante en el proceso de desarrollo de la droga con solamente los candidatos potenciales cuidadosamente pre-seleccionados de la droga. Mientras que la nueva prueba elimina a candidatos fracasados de la droga anterior, puede ayudar a cortar costos y a reducir el número de experiencias con animales.

Prueba del cultivo celular con las células madres

El nuevo procedimiento es una forma avanzada de la prueba embrionaria de la célula madre, en la cual las substancias se prueban in vitro en supuestas carrocerías del embryoid. Estos grupos tridimensionales de células se forman de las células madres embrionarias - en este caso, de un ratón - y experimentan las primeras fases de revelado embrionario durante diez días. Ningunos embriones viables pueden ser producidos de estas células.

Llevado por profesor Andreas Hierlemann de ETH, el grupo de investigación ahora ha desplegado esta prueba embrionaria de la célula madre para incluir el tejido humano del hígado. “Hay un ordenador principal entero de las substancias que no son tóxicas en su forma original, pero se puede transformar en substancias adversas por el metabolismo humano - especialmente por el hígado,” explica los abucheos de Julia, un estudiante doctoral en el grupo de Hierlemann y al autor importante del estudio, que se ha publicado en la ciencia avance gorrón. En contraste con la prueba embrionaria convencional de la célula madre, la prueba desarrollada recientemente puede descubrir substancias de esta naturaleza.

Carrocería en una viruta

De principio a fin, la nueva prueba ocurre en su totalidad en una única viruta de la célula-cultura, que se equipa de las diversas divisiones. Las divisiones contienen las esferas del microtissue, formadas de las células de hígado humanas por el efecto InSphero de ETH, y las carrocerías del embryoid, crecidas de las células madres del ratón. Los microtissues del hígado y las carrocerías del embryoid tienen un diámetro alrededor de la mitad al milímetro y se colocan en diversas divisiones, que se conectan a través de microcanales para garantizar una cantina líquida constante entre los diversos grupos de células.

Somos los primeros para combinar directamente el hígado y las células embrionarias en una carrocería-en-uno-viruta se acercan.”

Abucheos de Julia, estudiante doctoral en el grupo de Hierlemann y autor importante del estudio

Apenas pues un sistema circulatorio de la mujer embarazada conecta los procesos metabólicos en su hígado a ésos en su embrión que se convierte, este sistema conectado asegura la acción recíproca constante entre las células de hígado y las células embrionarias.

Los metabilitos creados por las células de hígado - incluyendo los metabilitos que son estables por apenas algunos minutos - pueden actuar así directamente en las células embrionarias.”

Abucheos de Julia

Ella explica eso que combina los dos en presentes únicos de una viruta una mejoría sobre otras pruebas ines vitro existentes, que investigan el metabolization de substancias en el hígado por separado de los efectos que estos metabilitos tienen en las células embrionarias.

Los abucheos continúan describir otra ventaja de la nueva prueba: “En contraste con pruebas en ratones embarazadas de vida, en nuestra prueba, las substancias son metabolizadas por las células de hígado humanas - es decir apenas pues estarían en el cuerpo humano cuando se administra la medicación.” Ella señala que esto es relevante, pues los seres humanos y los ratones tienen diversos metabolismos.

Revelado adicional para la prueba de la alto-producción

Los investigadores demostraron la eficacia de la nueva prueba con la ayuda de ciclofosfamida. Esta droga quimioterapéutica no tiene virtualmente ningún efecto en su forma básica, pero el hígado la transforma en una substancia que sea tóxica a las células. Dos pruebas fueron funcionadas con con el ciclofosfamida: uno incluyó el hígado/la prueba desarrollados recientemente de la carrocería del embryoid, y las otras carrocerías implicadas del embryoid solamente sin microtissues del hígado. Cuál estas pruebas reveladoras eran que una concentración más inferior cuádruple de ciclofosfamida era suficiente para tener un efecto nocivo sobre el revelado de las carrocerías del embryoid cuando el tejido del hígado estaba presente en el mismo ambiente.

Ahora, los científicos necesitan refinar la prueba más lejos antes de que pueda ser aplicada en el revelado de la droga. Están prestando la atención determinada a los materiales que se utilizan en la prueba además de como de bien los procedimientos pueden ser automatizados. La automatización sería necesaria si la industria farmacéutica u otros investigadores era poder desplegar la prueba a gran escala para la investigación de la alto-producción de los candidatos de la droga. Además, los científicos desean desarrollar una prueba que las aplicaciones reprogramaron a las células madres humanas (conocidas como células del IPS) en vez de las células madres del ratón. Entonces hicieron una prueba in vitro basar totalmente en tejido humano.

Fuente:
ETH Zurich

Referencia del gorrón:

Hierlemann, plataforma del A. y otros (2019) Microfluidic Multitissue para la embriotoxicidad avanzada que prueba in vitro. Ciencia avanzada. doi.org/10.1002/advs.201900294