Una nueva técnica innovadora optimiza el control de calidad de las células cultivadas en laboratorio para tratar la DMAE
Desarrollo de una nueva técnica de medición llamada 3 P-EIS, que utiliza modelado matemático, biología de células madre y fisiología celular para medir las propiedades específicas de la membrana del epitelio pigmentario de la retina. Esta técnica supera las limitaciones de las mediciones convencionales de electroporfisiología al diferenciar entre las vías de transporte apical, basolateral y paracelular.
La técnica 3 P-EIS permite una evaluación más rápida y precisa del epitelio pigmentario de la retina derivado de células madre.
Investigadores del Instituto Nacional del Ojo (NEI) han perfeccionado un paso crucial en la producción del epitelio pigmentario de la retina (EPR), un tejido que cultivan en el laboratorio a partir de células sanguíneas de pacientes. Este avance se está evaluando en un ensayo clínico como tratamiento para la degeneración macular asociada a la edad (DMAE). Su método integra mediciones celulares electroquímicas mejoradas con modelos matemáticos, permitiendo la evaluación directa de las membranas de las células epiteliales y la salud de la barrera tisular. El EPR, ubicado en la parte posterior del ojo, desempeña un papel crucial en el mantenimiento de la salud de los fotorreceptores de la retina, encargados de detectar la luz.
Los tejidos epiteliales desempeñan un papel crucial al mantener una barrera protectora entre el entorno interno y externo de los órganos, asegurando su funcionamiento adecuado. Estos tejidos recubren diversas áreas del cuerpo, como el tracto gastrointestinal, los pulmones, la piel, los ojos, entre otras superficies. Es fundamental resaltar que la alteración de la integridad epitelial debido a daño celular se asocia con diversas enfermedades, como la celiaquía, la fibrosis quística, la diabetes y la DMAE. En la patogénesis de la DMAE, la degradación del EPR suele representar el primer paso.
«Nuestra técnica, conocida como espectroscopia de impedancia electroquímica de 3 sondas o 3 P-EIS, no solo suministra parámetros fisiológicos adicionales beneficiosos para la producción de tejidos del EPR empleados en terapias celulares», señaló el Dr. Colby Lewallen, becario postdoctoral en el NEI. «Adicionalmente, 3 P-EIS ofrece datos de mayor resolución en lo que respecta a la función epitelial durante pruebas de fármacos y protocolos de modelado de enfermedades».
Colby, en colaboración con el doctor Kapil Bharti del NEI y el doctor Craig Forest, profesor de bioingeniería en el Instituto de Tecnología de Georgia, ha publicado un informe en Cell Physiology. Estos investigadores planean emplear la espectroscopia de impedancia electroquímica potenciostática (3 P-EIS) para el riguroso control de calidad en un ensayo clínico de fase I/IIa en curso. Este ensayo se centra en el uso de células de epitelio pigmentario retiniano (EPR) derivadas de pacientes, abordando la degeneración macular relacionada con la edad (DMAE), una de las principales causas de ceguera en Estados Unidos.
Lewallen y su equipo emplearon un circuito eléctrico para emular las reconocidas propiedades electroquímicas del tejido del epitelio pigmentario retiniano (EPR). Investigaron cerca de 1,000 configuraciones potenciales de las rutas apical, basolateral, paracelular y extracelular. A través de su simulador de tejido, lograron elaborar un algoritmo que permite medir de manera directa la contribución de cada ruta a la carga a través de los tejidos vivos.
Los científicos pusieron a prueba su innovadora técnica utilizando epitelio pigmentario retiniano (EPR) derivado de células madre en un dispositivo conocido como cámara de Ussing. Este dispositivo les permitió aplicar estímulos al tejido vivo, evaluar el efecto de los fármacos y registrar simultáneamente los cambios electroquímicos en cada membrana y en el tejido en su conjunto. Posteriormente, los datos recopilados fueron introducidos en un modelo matemático para obtener valores precisos de los cambios que ocurrieron en las diversas membranas celulares.
Según los autores, el uso de 3 espectroscopias de impedancia electroquímica potenciostática (3 P-EIS) ofrece mediciones directas de las principales vías electroquímicas, eliminando la necesidad de llevar a cabo experimentos de seguimiento que consuman mucho tiempo y recursos. En términos futuros, están perfeccionando el algoritmo y haciendo que sea más accesible y fácil de usar para otros investigadores en este campo. Tienen la esperanza de que su técnica se adopte como un nuevo y exhaustivo método para el descubrimiento de fármacos, ensayos clínicos e investigación en ciencias básicas.
Una técnica innovadora optimiza el control de calidad de células de laboratorio para tratar la DMAE
Traducción: Asociación Mácula Retina
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