Científicos crean un chip que funciona como una arteria humana

Investigadores han desarrollado un nuevo chip que puede replicar la geometría de los vasos sanguíneos humanos. El sistema, conocido como vaso en un chip, permite simular condiciones patológicas que enfrentan las personas, como aneurismas o constricciones arteriales. Este avance abre la puerta al desarrollo de nuevos medicamentos y terapias para tratar enfermedades vasculares raras.

De acuerdo con ScienceDaily, investigadores del Departamento de Ingeniería Biomédica de la Universidad de Texas A&M construyeron un vaso sanguíneo dentro de un chip. Este dispositivo está diseñado para emular los vasos sanguíneos humanos a escala pequeña, de modo que los científicos puedan estudiar las enfermedades vasculares de una forma más realista. Sus creadores mencionan que el chip puede reproducir las diversas formas que encontramos en los vasos reales.

Si bien la idea de simular vasos en un chip no es nueva, la mayoría de dispositivos se basa en canales rectos o circulares. Este diseño ignora por completo que el sistema circulatorio humano es un mapa caótico lleno de ramificaciones, curvas cerradas y zonas en donde los vasos cambian de diámetro. Los investigadores han resuelto la limitante al emplear un método que permite generar conductos con variaciones espaciales precisas.

En términos de diseño, el vaso en chip utiliza un elastómero flexible que se puede moldear para crear conductos con curvas y ramificaciones. A diferencia de los intentos anteriores, los conductos introducen diferentes diámetros y formas irregulares que emulan la anatomía real de las arterias. Posteriormente, las paredes se recubren con células endoteliales que son las que encontramos en la parte interna de nuestros vasos sanguíneos.

El chip replica alteraciones en los vasos sanguíneos

El sistema es capaz de hacer circular la sangre a través de los canales, permitiendo observar en tiempo real cómo reacciona el tejido vascular ante deformaciones estructurales. Los científicos pueden replicar ciertas condiciones, como los ensanchamientos o abombamientos anormales causados por los aneurismas, así como el bloqueo de un vaso sanguíneo por la arterosclerosis.

«Hay vasos ramificados, o aneurismas que tienen expansión repentina, y luego estenosis que restringe el vaso», mencionó Jennifer Lee, estudiante de ingeniería biomédica en la Universidad Texas A&M y una de las responsables del proyecto. «Todos estos diferentes tipos de vasos provocan cambios significativos en el patrón de flujo sanguíneo, y el interior del vaso sanguíneo se ve afectado por el nivel de esfuerzo cortante causado por estos patrones de flujo».

Por su parte, el doctor Abhishek Jain dijo que el vaso en el chip les permitirá aprender sobre enfermedades vasculares de formas nunca antes vistas. Aunque el diseño inicial se asemeja a los vasos sanguíneos, los científicos ya piensan en una nueva versión. Según el estudio, las próximas iteraciones estarán conformadas por tipos celulares adicionales.

«Estamos progresando y creando lo que llamamos la cuarta dimensión de los órganos en un chip», señaló Jain. «En donde no solo nos centramos en las células y el flujo, sino también en esta interacción entre células y flujo en estados arquitectónicos más complejos».

Una de las ventajas de los vasos en un chip es que ayudaría a probar nuevos tratamientos. Al imprimir la forma exacta de un vaso sanguíneo dañado, las farmacéuticas tendrían un punto de partida para medir la eficacia de un medicamento. Uno de los problemas que enfrentan los ensayos es que los animales no comparten la misma hemodinámica que el cuerpo humano.

El impacto a largo plazo de esta investigación apunta a la reducción de costes en la industria farmacéutica. Actualmente, el desarrollo de un fármaco cardiovascular puede tardar una década y costar miles de millones de euros. Al contar con una plataforma de pruebas que refleje la anatomía humana, los científicos podrán descartar compuestos ineficaces en una etapa temprana.