Investigadores del IBEC desarrollan una plataforma de bioingeniería para detectar moléculas proinflamatorias en trastornos musculares

El grupo Biosensores para la bioingeniería liderado por Javier Ramón ha desarrollado una plataforma de detección para captar in situ las moléculas proinflamatorias secretadas por los tejidos, conocidas como citoquinas. Esta nueva metodología abre una nueva puerta para la comprensión de los trastornos metabólicos presentes en las enfermedades musculares, así como el desarrollo de aplicaciones de detección de drogas.

A pesar de que el 40% de la masa corporal total es tejido muscular esquelético, según la Asociación Médica Estadounidense, no existe un perfil de médico clínico especializado en el tratamiento de enfermedades musculares. Es precisamente en esta área que, desde hace unos años, el grupo de investigación del Dr. Javier Ramón en IBEC trabaja para llenar la brecha entre trastornos musculares y terapias médicas específicas.

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Schematic overview of the configuration and function of the muscle-on-a-chip. The flow passes through the microdevice where 3D SM tissue is electrically (ITO-IDA electrodes) or biologically (LPS) stimulated. As a consequence of this stimulation cytokines are secreted and detected in situ by the sensing platform which allows its quantification.

En este contexto, la comprensión de la dinámica de secreción de proteínas de los tejidos es un factor crítico para avanzar hacia una mejor detección de anomalías y nuevos tratamientos para enfermedades como la distrofia muscular de Duchenne y la miopatía inflamatoria. Sin embargo, la determinación de la velocidad de liberación de tales moléculas de un tejido in vivo representa un desafío importante, debido a las contribuciones incontroladas de otros tejidos.

Ahora, investigadores del IBEC han desarrollado una plataforma que permite localizar la fuente de citoquinas. Después de cultivar tejidos biomiméticos en 3D, los investigadores conectaron el «músculo en un chip» a una plataforma de detección de proteínas de alta sensibilidad con el fin de medir su actividad biológica.

Mediante este enfoque novedoso, los científicos pueden monitorizar la secreción temporal de las moléculas IL-6 y TNF—α resultantes de la estimulación eléctrica y química de los tejidos musculares esqueléticos.

Según los autores, esta metodología podría contribuir no sólo a una mejor comprensión de la contribución de  las moléculas IL-6 y TNF-α en el proceso de inflamación relacionada en el músculo, sino también a futuros estudios de trastornos metabólicos . Esta revolucionaria tecnología se puede exportar a cualquier entorno de laboratorio y puede tener un gran impacto en el proceso de detección de drogas para cualquier sistema de órganos.

Artículo de referencia; M. A. Ortega, X. Fernández-Garibay, A. G. Castaño, F. De Chiara, A. Hernández-Albors, J. Balaguer-Trias and J. Ramon-Azcon. Muscle-on-a-chip with an on-site multiplexed biosensing system for in situ monitoring of secreted IL-6 and TNF-α. Lab Chip, 2019,19, 2568-2580. 10.1039/C9LC00285E.

Persona de contacto para más información: Àngels López, Departamento de Comunicación.

E-Mail: alopez@ibecbarcelona.eu