Un estudio reciente utilizando un modelo de pulmón en un chip ha revelado que los ataques de asma no solo inflaman las vías respiratorias, sino que también las deforman físicamente mediante estrés mecánico, según publica Medical Xpress con datos del equipo de investigación liderado por el Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT). Los hallazgos, publicados en la revista Nature Biomedical Engineering, explican por qué algunos pacientes experimentan daño pulmonar persistente incluso después de que los síntomas agudos hayan cesado.
Los investigadores del MIT, en colaboración con científicos de la Universidad de California en San Francisco (UCSF), recrearon en el dispositivo —que simula el comportamiento de los bronquios humanos— las condiciones de un ataque asmático. Según el estudio, la presión excesiva generada durante la crisis fuerza a las células que recubren las vías respiratorias a adoptar formas anormales, lo que altera su función a largo plazo. «Esto no es solo inflamación temporal; es un cambio estructural que puede explicar por qué algunos pacientes desarrollan asma persistente o incluso enfisema», declaró Lydia Kaverina, profesora de bioingeniería en el MIT y autora principal del trabajo.
El equipo observó que, bajo estrés mecánico repetido, las células epiteliales de las vías respiratorias —encargadas de mantener la barrera protectora del pulmón— se aplanan y pierden su capacidad de regenerarse correctamente. Esto, a su vez, facilita la entrada de alérgenos y patógenos, agravando la enfermedad. «El chip nos permitió estudiar algo que antes solo podíamos inferir en pacientes: cómo la mecánica de la respiración forzada durante un ataque reconfigura el tejido», añadió Kaverina.
Los resultados podrían abrir nuevas vías para tratamientos que no solo controlen los síntomas agudos del asma, sino que también prevengan el daño estructural. Actualmente, los fármacos disponibles se centran en reducir la inflamación, pero este estudio sugiere que estrategias dirigidas a proteger la integridad mecánica de las vías respiratorias podrían ser clave. «Estamos hablando de un enfoque completamente distinto: no solo apagar el incendio, sino reparar los cimientos del edificio», explicó Celeste Nelson, coautora del estudio y profesora de la UCSF.
El modelo de pulmón en un chip, desarrollado originalmente para estudiar enfermedades pulmonares como la fibrosis quística, ha demostrado ser una herramienta valiosa para entender mecanismos que antes eran difíciles de observar en humanos. Según los investigadores, estos hallazgos podrían aplicarse también a otras condiciones respiratorias crónicas, como la enfermedad pulmonar obstructiva crónica (EPOC), donde el estrés mecánico juega un papel similar.
El estudio fue financiado parcialmente por los Institutos Nacionales de Salud (NIH) de Estados Unidos y se basa en técnicas de ingeniería de tejidos que replican con precisión las condiciones fisiológicas. Los autores subrayan que, aunque los resultados son prometedores, aún se requieren más investigaciones para traducirlos en terapias clínicas.
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Para profundizar en los mecanismos moleculares involucrados, los investigadores planean combinar el modelo del chip con análisis de secuenciación de ARN para identificar qué genes se activan o reprimen durante el estrés mecánico. «Queremos entender no solo qué pasa con la estructura, sino también qué cambios bioquímicos los acompañan», comentó Kaverina.
El estudio fue publicado el 15 de octubre de 2023 en Nature Biomedical Engineering, y ya ha generado interés en la comunidad científica por su potencial para redefinir el tratamiento del asma desde una perspectiva mecánica, más allá de la inflamación.
