Bionic hígado micro-organismos explican desviado toxicidad del acetaminofeno (Tylenol)

asociación alemana-israelí tiene por objeto sustituir los experimentos con animales con dispositivos avanzados de hígado en un chip

La Universidad Hebrea de Jerusalén

IMAGEN: Esta imagen muestra la Universidad Hebrea device.view hígado en un chip más

Crédito: (Crédito de la imagen: Yaakov Nahmias / Universidad Hebrea)

La evaluación de seguridad es una parte crítica del desarrollo de medicamentos y cosméticos. En los últimos años hay una creciente comprensión de que los experimentos con animales no pueden predecir la respuesta humana que exige el desarrollo de modelos alternativos para predecir la toxicidad del fármaco.

El reciente endurecimiento de la normativa europea que impiden la industria cosmética del uso de animales en la investigación y el desarrollo, bloques de compañías como L’O & # 233; al y Est & # 233; e Lauder desde el desarrollo de nuevos productos, con lo que la inversión masiva en este campo.

El principal reto en la sustitución de los experimentos con animales es que las células humanas rara vez sobreviven más de unos pocos días fuera del cuerpo. Para hacer frente a este reto, los científicos de la Universidad Hebrea de Jerusalén y el Instituto Fraunhofer de Terapia Celular e Inmunología en Alemania se asociaron para crear un dispositivo hepático en un chip que imita la fisiología humana.

“Los órganos del hígado que creamos eran menos de un milímetro de diámetro y sobreviven durante más de un mes”, dijo el profesor Yaakov Nahmias, autor principal del estudio y director del Centro de hierba Alexander de Bioingeniería de la Universidad Hebrea.

Mientras que otros grupos mostraron resultados similares, el avance se produjo cuando los grupos añaden sensores basados ??en la nanotecnología a la mezcla. “Nos dimos cuenta de que, debido a que estamos construyendo los órganos de nosotros mismos, no estamos limitados a la biología, y podría introducir sensores electrónicos y ópticos para el propio tejido. Esencialmente estamos construyendo órganos biónicos en un chip “, dijo Nahmias.

La adición de sensores optoelectrónicos basados ??en la nanotecnología a los tejidos vivos permitió al grupo para identificar un nuevo mecanismo de toxicidad acetaminofeno (Tylenol).

“Debido a que hemos colocado sensores en el interior del tejido, se podría detectar cambios pequeños y rápidos en la respiración celular que nadie más podía hacerlo”, dijo Nahmias.

Los autores descubrieron que el paracetamol bloquea la respiración, mucho más rápido y con una dosis mucho más baja que se creía anteriormente. La comprensión actual era que el paracetamol se rompió a un compuesto tóxico, llamado NAPQI, antes de dañar las células. Como el hígado de forma natural podría desactivar NAPQI, se pensaba que el daño que se produzca sólo a dosis elevadas y en los casos de la función del hígado enfermo o en peligro.

El estudio, publicado en línea en los principales journalArchives de Toxicología, cumple 50 años de investigación sobre su cabeza. Los autores encontraron que el acetaminofén en sí puede detener la respiración celular en minutos, incluso en ausencia de NAPQI, explicando gran parte de los efectos de destino fuera de los fármacos.

“Este es un estudio fascinante,” dijo el profesor Oren Shibolet, Jefe de la Unidad de Hígado en el Centro Médico Sourasky de Tel Aviv, y uno de los principales expertos en la lesión hepática inducida por fármacos, que no participó en el estudio original. “Sabíamos que el paracetamol puede causar nefrotoxicidad, así como reacciones cutáneas poco frecuentes pero graves, pero hasta ahora, que realmente no entendemos el mecanismo de tal efecto. Esta nueva tecnología proporciona una visión excepcional en la toxicidad del fármaco, y de hecho, podría transformar la práctica actual “.

Los resultados marcan el primer descubrimiento de un nuevo mecanismo de toxicidad utilizando la tecnología de reciente aparición humana-on-a-chip, lo que sugiere que el desarrollo de modelos alternativos de experimentación con animales es a la vuelta de la esquina. El mercado mundial de esta tecnología se estima que crecerá a $ 17 mil millones para el año 2018, mostrando una tasa de crecimiento anual de dos dígitos en los últimos tres años.

Yissum, la Sociedad de Investigación y Desarrollo de la Universidad Hebrea, junto con el Instituto Fraunhofer de Terapia Celular e Inmunología (IZI-BB) en Alemania presentó una solicitud conjunta de patente provisional a principios de este año y están buscando activamente socios industriales.

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