Un equipo de Bioingenieros del Instituto Wyss de la Universidad de Harvard ha creado un chip de órgano humano que replica el ambiente del tejido vaginal.  Esta “vagina chip», que imita las características más importantes del microbioma vaginal, permitirá el estudio las complejas interacciones que ocurren en el ambiente vaginal, y probar nuevos tratamientos para enfermedades como la vaginosis bacteriana.

Órgano en un chip

(Organ on a chip, OOAC) se refiere a un sistema biomimético de microingeniería que refleja las características estructurales y funcionales del tejido humano. Con esa novedosa tecnología, que integra conocimientos de biología celular y de biomateriales en una plataforma miniaturizada, ya se han desarrollado de manera exitosa modelos de órganos, como pulmón, hígado, riñón, corazón y piel1. “Organ on a chip”, según sus diseñadores, los bioingenieros Donald Ingber y Dan Dongeun Huh, servirá para experimentar en entornos biológicos controlados. Lo cual supone reducir costes, acelerar la creación de nuevos medicamentos, estimular el desarrollo de la medicina personalizada y, sobre todo, minimizar la experimentación con animales y seres humanos.

La vaginosis bacteriana

Es una infección causada por una cantidad excesiva de ciertas bacterias que cambian el equilibrio normal de las bacterias en la vagina. Un predominio de especies de Lactobacillus (L. crispatus, L. gasseri y L. jensenii) en el microbioma vaginal es óptimo y está fuertemente asociado con la salud ginecológica y obstétrica, mientras que la predominancia de ciertas bacterias anaerobias obligadas o facultativas combinada con una escasez de especies de Lactobacillus, no es óptima y se asocia con resultados adversos para la salud.

En un artículo publicado en la revista Microbiome2 se describe como los científicos utilizando la plataforma Microfluidic Organ Chip desarrollada en el Wyss Institut han creado un modelo de mucosa vaginal humana (chip de vagina) que está revestido con células epiteliales vaginales humanas, sensibles a las hormonas e interconectado con células de fibroblastos uterinos humanos. El diseño 3D reproduce la estructura de la pared vaginal humana, al punto de que le confiere cierto realismo. Este dispositivo que en unos días fue capaz de formar múltiples capas distintas de células diferenciadas, idénticas a las que se encuentran en el tejido vaginal humano.

¿Cómo funciona?

Para demostrar que el Vagina Chip se puede usar para evaluar la colonización por consorcios bacterianos, los investigadores introdujeron cepas de L. crispatus (de las “buenas” en el consorcio) y de Gardnerella vaginalis (de las” malas” en la vagina). El crecimiento de L. crispatus en el chip estuvo acompañado por el mantenimiento de la viabilidad de las células epiteliales, la acumulación de ácido láctico y la regulación, a la baja, de las citocinas proinflamatorias.  Por el contrario, con G. vaginalis en el chip se observaron lesiones en las células epiteliales, un aumento del pH y una regulación, al alza, de las citocinas proinflamatorias.

En conjunto, estos datos indican que el Vagina Chip ofrece un nuevo modelo para estudiar las interacciones del microbioma vaginal, además de proporcionar un modelo preclínico para el desarrollo de terapias, para el tratamiento de la vaginosis bacteriana. Vagina Chip permite superar barreras como la experimentación en animales de laboratorio, cuyos microbiomas difieren del microbioma vaginal humano.  Además de permitir no necesitar del reclutamiento de pacientes para probar los nuevos tratamientos. Se ha de precisar que Vagina Chip también tiene sus limitaciones, pues no puede reproducir todos los factores que influyen en la arquitectura del microbioma vaginal, pero es un gran avance hacia la comprensión y la investigación de este ecosistema.

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Por Víctor Deroncelé.

  1. Singh D, Mathur A, Arora S, Roy S, Mahindroo N. Journey of organ on a chip technology and its role in future healthcare scenario. Applied Surface Science Advances. 2022;9:100246.
  2. Mahajan G, Doherty E, To T, et al. Vaginal microbiome-host interactions modeled in a human vagina-on-a-chip. Microbiome. 2022;10(1):201.

(Imagen: Wyss Institute at Harvard University)