L’IBEC lidera un projecte europeu per avaluar la resposta a fàrmacs en dispositius d’òrgan-en-un-xip

Un grup d’investigadors de l’Institut de Bioenginyeria de Catalunya (IBEC) lidera el projecte europeu BLOC, una iniciativa capitanejada pels investigadors Javier Ramón i Irene Marco que busca avaluar la resposta a diferents fàrmacs en malalties metabòliques utilitzant dispositius d’òrgan-en-un- xip mitjançant ressonància magnètica nuclear (RMN). Per a això, el consorci comptarà amb un pressupost de gairebé 3 milions d’euros, finançats pel programa FET Open d’Horizon 2020.

Read more…

En el marc d’aquesta iniciativa, en els pròxims tres anys els socis del projecte tenen previst desenvolupar una nova tecnologia basada en RMN hiperpolarizada integrada amb dispositius d’òrgan-en-un-xip. La RMN hiperpolarizada és una tècnica en desenvolupament, amb molt de futur i, fins ara, pocs grups a escala mundial compten amb l’experiència necessària per a utilitzar-la de forma habitual. Es tracta d’una adaptació a la RMN convencional amb el propòsit d’augmentar el senyal, disminuir el límit de detecció i així mateix minimitzar el temps d’adquisició. El seu major avantatge en l’àmbit biològic és la capacitat d’observar el metabolisme cel·lular a temps real de manera no invasiva. Amb això permet monitoritzar malalties metabòliques (per exemple, diabetis tipus 2 i malaltia de fetge gras) per posteriorment avaluar la resposta a determinats fàrmacs.

Una de les innovacions del projecte serà adaptar un espectròmetre de RMN de sobretaula per al seu ús amb òrgans-en-un-xip. Són uns equips que permeten fer anàlisis i experiments de RMN en qualsevol laboratori causa de la seva reduïda grandària i poc manteniment en comparació amb els equips convencionals.

En concret, els investigadors planegen utilitzar aquesta tecnologia per avaluar un sistema biomimètic compost per diversos òrgans que són fonamentals per al correcte metabolisme del cos humà: el fetge i el pàncrees. Per a això, s’imprimiran teixits d’aquests dos òrgans usant la bio-impressió 3D i s’incorporaran al dispositiu “òrgan-en-un-xip”, que pretén imitar les condicions en què es troben aquests òrgans en el cos humà. A més, els experts desenvoluparan el maquinari i programari de RMN hiperpolarizada necessaris per a estudiar malalties metabòliques i per a la selecció de fàrmacs.

“Estem creant una plataforma per detectar canvis metabòlics a temps real, in situ i de manera no invasiva que es podrà utilitzar en qualsevol model de malaltia i òrgan-en-xip” explica Irene Marco, investigadora a l’IBEC i colíder del projecte juntament amb Javier Ramón, líder del grup “Biosensors per a la Bioenginyeria”.

El projecte tindrà un gran impacte en la medicina personalitzada, ja que gràcies a aquesta nova tecnologia es podran provar medicaments usant cèl·lules dels mateixos pacients. Un dels majors desafiaments als quals s’enfronten els experts és vascularitzar l’organoide (assegurar-se que el subministrament de sang arribi a totes les estructures presents en el dispositiu), per al que utilitzaran una tècnica coneguda com a microfluídica, que utilitza sistemes que processen o manipulen quantitats petites de fluids mitjançant canals amb l’objectiu d’estudiar la resposta a diferents estímuls.

Fins a la data la capacitat de miniaturitzar els sistemes microfluídics i els procediments avançats de fabricació de teixits han permès als investigadors crear múltiples teixits en un xip amb un alt grau de control sobre les variables experimentals.

“Desenvolupar aquest tipus de tecnologia és sempre ambiciós perquè requereix experts en diferents camps. Però el treball d’un equip jove, preparat i motivat com el que tenim a l’IBEC, amb la col·laboració i finançament d’entitats com la Fundació “la Caixa” i la Comissió Europea són la millor garantia per a l’obtenció d’avenços importants en una investigació amb tant futur com la que estem duent a terme “afegeix Irene Marco.

A més de l’IBEC, participen en el projecte BLOC el Consorci Institut D’investigacions Biomèdiques August Pi I Sunyer (IDIBAPS) i dues empreses d’alta tecnologia: Oxford Instruments (OI) i Multiwave Technologies AG (MW), del Regne Unit i Suïssa, respectivament .

La reunió de llançament del projecte FET-Open EU BLOC (Benchtop NMR for Lab-on-xip) va tenir lloc a l’Institut de Bioenginyeria de Catalunya a mitjans gener i va reunir tots els socis involucrats en el projecte, que està finançat pel Programa FET Open d’Horizon 2020. Aquesta iniciativa dóna suport a les primeres etapes de recerca i innovació en ciència i tecnologia al voltant de noves idees enfocades en la tecnologia del futur i que siguin radicalment noves.