El modelo de órgano en chip arroja luz sobre el linfedema

en un nuevo PNAS En un estudio del que es coautor el Dr. Chris Chen, ingeniero biomédico de la Universidad de Boston, los investigadores dicen que están cada vez más cerca de comprender los misterios de linfedema -; una condición caracterizada por la acumulación de líquido en el cuerpo debido a un mal funcionamiento del sistema linfático. Hasta ahora, las razones detrás de este trastorno han sido esquivas.

Como parte del estudio, el equipo de investigación creó un pequeño modelo de cultivo celular en 3D que imita la función de los vasos linfáticos. Utilizaron este modelo para explorar cómo ciertas sustancias inflamatorias de nuestro cuerpo, llamadas citoquinas, afectan el sistema linfático. Sorprendentemente, estas citocinas no debilitaron las conexiones entre las células linfáticas, como se esperaba. En cambio, los apretaron más, lo que provocó problemas con el drenaje de líquidos de los tejidos. Pero aquí viene lo interesante: los investigadores también encontraron una manera de contrarrestar estos efectos. Al apuntar a una proteína llamada ROCK2, el equipo logró revertir el linfedema en ratones. El Dr. Chen, director del Centro de Diseño Biológico de la BU, comparte cómo este descubrimiento abre nuevas posibilidades para el tratamiento de la afección y aplicaciones futuras para otras enfermedades.

¿Cuál es el objetivo principal de este estudio de investigación?

El objetivo de este trabajo fue desarrollar una plataforma para estudiar cómo los vasos linfáticos drenan el líquido que se acumula en los tejidos, y luego usarlo para ver si podemos entender por qué el drenaje linfático se reduce cuando experimentan inflamación inducida por una lesión, lo que lleva al linfedema (edema). , o hinchazón de los tejidos, causada por disfunción linfática). Al final, descubrimos una vía que provoca que esto suceda y demostramos que el linfedema se puede mejorar inhibiendo esa vía primero en nuestro dispositivo y luego en ratones.

¿Qué es el linfedema y por qué es importante estudiarlo?

El linfedema es una afección crónica debilitante que afecta a millones de personas, en la que los vasos linfáticos no drenan suficientemente el líquido que de forma natural y continua se filtra a los tejidos desde los vasos sanguíneos. Puede ser doloroso y aumenta significativamente las tasas de infección del tejido u órgano afectado. En los EE. UU., una de las causas más comunes de linfedema es después de cirugías o radiación, como las utilizadas para tratar el cáncer ginecológico o de mama.

¿Qué descubrieron los investigadores sobre los vasos linfáticos durante la lesión?

Al utilizar el dispositivo linfático en chip, descubrimos que las señales inflamatorias que comúnmente se liberan durante una lesión pueden hacer que los vasos disminuyan el drenaje de líquido. Al examinar cómo sucede esto, descubrimos que las células estrechan sus uniones entre células, lo que cierra el espacio entre ellas e impide el paso del líquido. Parecen formar estas uniones estrechas utilizando un receptor conocido como JAM-A, y la inhibición de ROCK2 lo previene, permitiendo que continúe el drenaje.

¿Cuáles son las posibles aplicaciones futuras de esta investigación más allá del tratamiento del linfedema?

En el futuro, esperamos comprender qué otros cambios ocurren en los vasos linfáticos después de una lesión y, de manera más general, comprender cómo restaurar su función. El drenaje de líquidos es importante no solo para los linfáticos, sino también en muchos casos más generales en los que los tejidos retienen líquido (edema), como el edema pulmonar por infección por COVID-19.

¿Cómo podría contribuir este estudio a cerrar la brecha entre la investigación de laboratorio y las aplicaciones médicas del mundo real?

Esperamos que estos modelos de órgano en chip diseñados para imitar patologías humanas sigan ayudando a proporcionar una nueva forma de estudiar y, en última instancia, curar enfermedades humanas.

¿Quiénes son los colaboradores clave de la investigación?

El Dr. Hong Chen y la Dra. Diane Bielenberg contribuyeron al trabajo. Son profesores del Hospital Infantil de Boston y de la Facultad de Medicina de Harvard, y expertos en biología vascular linfática. El Dr. Esak Lee dirigió el estudio como becario postdoctoral en mi grupo y ahora es profesor asistente en la Universidad de Cornell.