Los órganos en chips, también conocidos como chips de tejido, imitan partes del cuerpo humano y se utilizan para estudiar la biología humana. Así lo cuenta el NIDCR (NIH’s National Institute of Dental and Craniofacial Research) en su artículo “Tu boca en un chip”, donde expone algunos de los diferentes proyectos que está financiando y en los que, aprovechando esta tecnología, se coloca en chips partes de nuestra boca para poder observar el funcionamiento interno de la cavidad oral.
Y es que, en las primeras fases de investigación, los científicos realizan estudios en animales o en células cultivadas en placa de Petri. Pero los resultados en animales no siempre se trasladan a humanos; y las células pueden comportarse de forma diferente en una placa bidimensional que en el cuerpo humano.
Por eso mismo los órganos en chips ocupan un nicho único entre los sistemas vivos y las células cultivadas, ya que crean un entorno para que los tejidos crezcan en tres dimensiones y muestren respuestas más parecidas a la vida.
Chips de diente para ver cómo le afectan los materiales usados en tratamientos
El equipo del doctor Luiz Eduardo Bertassoni, de la OHSU, diseñó hace un par de años su primer «diente en un chip» para entender cómo los microbios y los biomateriales usados en los empastes dentales interactúan con los dientes. «En cierto modo, estamos colocando una ventana en el tejido para poder observar cómo responde», afirmaba Bertassoni.
El chip, del tamaño de un sello, consiste en una fina lámina de un molar humano intercalada entre dos cámaras:
- Una de las cámaras, que representa el interior del diente, contiene la pulpa dental. Por tanto, está formada por las células que mantienen la vitalidad del diente.
- La otra cámara imita el exterior del diente, donde entra en contacto con las bacterias orales y los materiales dentales.
Aplicación práctica
En un estudio publicado en 2020 en Lab on a Chip, el equipo mostró los resultados de aplicar en la superficie del trozo de molar: ácido, una imprimación y un adhesivo, materiales utilizados para restauraciones dentales estándar, la fijación de caries dentales y dientes astillados.
Gracias a la carcasa de goma transparente del chip, utilizando un microscopio, los investigadores observaron cómo la pulpa respondía en tiempo real a los materiales aplicados al trozo de diente: sólo 24 horas después de la aplicación ya se observaban cambios en la forma y la estructura de las células pulpares. Y no solo eso, el equipo halló indicios de posibles daños, ya que a través de las diminutas estructuras tubulares de la lámina del diente, los materiales de restauración podían llegar a las células pulpares, dañarlas e incluso matarlas.
Tal como indicaba Bertassoni, «algunos de estos tratamientos se realizan millones de veces en un solo día en todo el mundo, y no esperaba que el efecto sobre las células fuera tan notable».
Sin embargo, un año más tarde, demostraron que si se aplican diferentes materiales de restauración con propiedades biológicamente activas, se fomenta el crecimiento de las células pulpares y no se permite la acción de las bacterias causantes de la caries.
Por todo esto, Bertassoni prevé que el chip:
- Por un lado, podría ayudar a desarrollar materiales dentales menos dañinos.
- Y por otro, podría ser aplicado a la odontología personalizada. Es decir, que los clínicos podrían diseñar un chip para cada paciente con el fin de realizar tratamientos basados en sus características individuales.
Chips de glándulas salivales para evitar efectos secundarios de la radioterapia
La doctora Danielle Benoit, de la Universidad de Rochester, y sus colegas, la doctora Lisa DeLouise y la doctora Catherine Ovitt, están desarrollando chips de glándulas salivales para probar fármacos que podrían protegerlas de los efectos secundarios de la radioterapia que se aplica en los casos de cánceres de cabeza y cuello, pues dicho tratamiento puede dañarlas permanentemente.
Es decir, la radioterapia interfiere en la producción de saliva y provoca xerostomía o sequedad crónica en la boca, lo que conlleva problemas varios de salud bucodental, por ejemplo un mayor riesgo de sufrir caries.
Aplicación práctica
En palabras de Benoit, «estos chips son valiosos como nueva herramienta para sondear la función de las glándulas salivales in vitro», por lo que pueden ayudar a:
- Encontrar mejores fármacos radioprotectores. Gracias a que los racimos de glándulas salivales mantienen la organización celular, expresan genes, secretan proteínas y responden a las señales de secreción de fluidos de forma muy parecida a las glándulas salivales reales.
- Además, el equipo de Benoit descubrió que el fármaco amifostina protegía a los grupos celulares del daño inducido por la radiación, lo que abre la puerta a facilitar estudios farmacológicos a gran escala gracias a los chips de glándulas salivales.
Por eso mismo, el siguiente paso por parte del equipo de Benoit es analizar más de 800 compuestos aprobados por la FDA para encontrar fármacos radioprotectores que puedan destinarse a pacientes con cáncer de cabeza y cuello.
Otros chips para entender mejor las enfermedades orales
Hay abiertas otras líneas de investigación, en las que trabajan diferentes equipos, tal como exponen desde al artículo del NIDCR:
- Chips que imitan el tejido de la barrera bucal, para comprender las enfermedades de las encías.
- Chips de tejido gingival, para desarrollar tratamientos para las úlceras bucales causadas por la terapia del cáncer.
- Incluso un chip «humano» que integra tejidos de múltiples sistemas corporales.
Fuente: NIDCR.
