¿Mi flujo vaginal es normal?

MEDICINAS... BATALLA CONTRA EL TIEMPO

Sandoval-Pérez LA¹, Rodríguez-Gómez AF¹, Méndez-Lopez AML¹, Rivera-Chávez MJ², Urzúa-González AR²

1. Estudiantes de la Licenciatura en Médico Cirujano, Departamento de Medicina y Nutrición, División de Ciencias de la Salud, Universidad de Guanajuato, México.

2. Coordinadores del Módulo de Medicina Interna de Fase ll de la licenciatura en Médico Cirujano, Departamento de Medicina y Nutrición, Universidad de Guanajuato, México.

Resumen

El uso de medicamentos y remedios ha cambiado significativamente la manera en la que se tratan las enfermedades. Los procesos para la obtención de nuevos medicamentos van modificándose para acortar los tiempos y mejorar los efectos. Actualmente se tiene tecnologías como los chips multiórganos, que pretenden hacer personalizadas las terapias y hacer pruebas para fármacos nuevos, que puedan reflejar los efectos reales en el cuerpo humano sin el uso directo de personas. Con estas nuevas tecnologías se trabajan nuevos métodos de desarrollo, investigación y creación de nuevos medicamentos, además de mejorar la estructura de estos chips para que cada vez se pueda trabajar con sistemas que imiten el funcionamiento real del cuerpo humano.

Palabras clave: chips, órganos, sistémico, fármacos.

Abstract

The use of medications and remedies has significantly changed the way illnesses are treated. The processes for obtaining new drugs are modified to shorten the time and improve the effects. Currently, there are technologies such as multi-organ chips that aim to make personalized therapies and test new drugs that can reflect the real effects in the human body without the direct use of people. With these new technologies, new methods of development, research and creation of new medicines are worked on, in addition to improving the structure of these chips so that every time they can work with systems that imitate the real functioning of the human body.

Keywords: chips, organs, systemic, drugs.

Resumo

O uso de medicamentos e remédios mudou significativamente a forma como as doenças são tratadas. Os processos para obtenção de novos medicamentos são modificados para encurtar o tempo e melhorar os efeitos. Atualmente, existem tecnologias como chips de múltiplos órgãos que visam fazer terapias personalizadas e testar novas drogas que possam refletir os efeitos reais no corpo humano sem o uso direto das pessoas. Com essas novas tecnologias, novos métodos de desenvolvimento, pesquisa e criação de novos medicamentos são trabalhados, além de melhorar a estrutura desses chips para que, a cada vez, possam trabalhar com sistemas que imitam o funcionamento real do corpo humano.

Palavras-chave: chips, órgãos, sistêmicos, drogas.

Introducción

La iniciativa 10/20 de la OMS está diseñada para tener nuevos fármacos antiinfecciosos, debido al desarrollo de cepas de bacterias resistentes a múltiples fármacos (bacterias multidrogo-resistentes). Sin embargo, el factor tiempo es muy importante; la Organización Mundial de la Salud (OMS) prevé que en el año 2050 la resistencia bacteriana causará 10 millones de muertes al año en el mundo, esto por citar un ejemplo. Por ello el desarrollo de nuevos medicamentos con los que se pueda contar en corto tiempo es muy importante.

A lo largo de la historia, el ser humano ha tenido que enfrentar enfermedades o dolencias y para cada una encontrar maneras de resolverlas o aminorarlas. Con el transcurso del tiempo fuimos capaces de profundizar los conocimientos, no sólo sobre enfermedades, si no sobre la constitución del cuerpo humano. Pero ¿cómo logramos esto? Todo fue gracias al uso de animales, ya que sin ellos, el ser humano no habría sido capaz de entender el funcionamiento del cuerpo humano, así como la importancia de cada uno de sus componentes anatómicos.

Por ejemplo, Herófilo (330-250 a.c) demostró la diferencia funcional entre nervios y tendones, Galeno (130-210ª.c) describe anatomía y las funciones que desempeñan los pulmones y el corazón. Durante el Renacimiento, gracias a la experimentación con animales, se hicieron varios descubrimientos importantes; incluso Francis Bacon (1561-1626) habla sobre la vital importancia del uso animal para el avance de la ciencia, que consecuentemente fue vista de otra manera, al darle más importancia a los resultados obtenidos por la experimentación que a los escritos de la antigüedad.

Actualmente se han creado normas y estatutos que regulan, el uso, reproducción y trato de diferentes especies animales para dicha práctica. Esto genera controversia, desde las comunidades de protección animal, hasta la opinión de la comunidad científica que piensa que no todos los resultados obtenidos han sido aplicables en seres humanos, hablando desde la compatibilidad o no de los sistemas animales y humanos, así como los efectos sobre los tejidos, que puede o no ser similares. Por esta razón se han empezado a crear chips multiorgánicos, que contienen células de diferentes órganos humanos, las cuales interactúan de forma conjunta en este dispositivo, pretendiendo formar un sistema funcional que permita la prueba de fármacos y obtener resultados más cercanos a la realidad metabólica del cuerpo humano (Figura 1).

Figura 1. Chip multiórgano con tejidos de distintos órganos del cuerpo humano

En este artículo se exponen nuevos métodos para el desarrollo, investigación y creación de estos nuevos fármacos. Además, del empleo de chips multiórganos, dar a conocer la manera en la cual actúan los fármacos en diferentes células de distintos órganos en específico.

Sistemas micro fisiológicos en el desarrollo de nuevos fármacos

Según el Consejo de la Comisión Europea, en el 2013 se usaron para la experimentación y otros propósitos científicos 11.5 millones de animales. A pesar de ello, los reportes de las industrias farmacológicas dicen que en cuanto a desarrollo e investigación, los datos que se obtienen de estudios con animales no son replicables en humanos. El desarrollo de nuevos fármacos se ha enfrentado en tiempos modernos a dos obstáculos: 1) Un déficit de éxito en las fases antes de llegar a su uso en humanos. 2) Un aumento en las regulaciones por parte de las autoridades en las fases de investigación antes de llegar a los humanos.

Los desastres farmacológicos ocurridos, son la razón por la que existen altas regulaciones por las autoridades en las fases de investigación previas al uso en humanos; el ejemplo es la Talidomida, fármaco usado a finales de los 50's que funcionaba como calmante y sedante, además de reducir las náuseas durante el embarazo. Tuvo un gran éxito y se creía que no tenía efectos secundarios, sin embargo, afectaba de manera muy grave a los fetos, causándoles malformaciones congénitas: sobre todo focomelia (falta de brazos o piernas). Como resultado, más de 10,000 personas nacieron con discapacidades, por lo que el fármaco fue retirado del mercado, y surgieron nuevas regulaciones gubernamentales para la investigación farmacológica.

Actualmente sigue siendo un gran problema el desarrollo de fármacos, ya que el uso de animales nos da un modelo de un organismo sistémico, pero que no es humano; y el uso de células humanas in vitro, tomando células y hacerlas crecer en un laboratorio, al ser estáticas, no representan a un organismo sistémico. La industria farmacológica pierde mucho al tener programas clínicos fallidos, ya que no se pueden predecir con estos modelos, la toxicidad y efectos secundarios de los medicamentos.

Entonces, ¿hacia dónde nos está llevando la tecnología en el campo de la investigación farmacológica? Parece que la respuesta a esto son los chips con sistemas micro fisiológicos.

Pero ¿qué son los chips con sistemas micro fisiológicos?

Son aparatos que tienen micro flujos, y pueden imitar la biología y funcionamiento en una escala lo más pequeño posible y aceptable para las investigaciones. Se logra al crear un microambiente similar al de una persona por medio de un flujo de nutrientes, señales y desecho de basura celular (Figura 2).

Figura 2. Circulación entre cultivos celulares por medio de microtúbulos recubiertos de células endoteliales.

Lo “micro” se refiere a usar la menor cantidad de células que puedan cumplir con las características físicas, biológicas y funcionales de un organismo humano y pasar a través de las diferentes fases del desarrollo de nuevos fármacos. El término “organoide” hace referencia a la parte más pequeña funcional de un órgano y este tendrá reactividad a un fármaco, para representar al total del órgano de origen. La parte “fisiológica” se refiere a, realmente imitar interacciones estre células y ser capaz de mantenerse sano, enfermarse y repararse, acercándose a la fisiología normal humana. Por último, la parte de “sistema” hace referencia, a que además de soportar las células y tejidos humanos como lo hacen los cultivos in vitro, también cumplen con funciones regulatorias del cuerpo humano (temperatura, pH, niveles de oxígeno y humedad). Incluso pueden simular funciones mecánicas, como circulación de distintos fluidos del cuerpo humano (sangre, bilis, orina, aire, liquido cerebroespinal). También imitan la tensión de los tejidos (huesos, cartílago), incluso la contracción muscular.

Ahora, los chips con sistemas micro fisiológicos se clasifican por su capacidad de soportar uno, varios o todos los órganos del cuerpo humano, en: a) Sistemas de órgano simple, que sólo simulan un órgano, usados para predecir efectos tóxicos de manera temprana en ese órgano (Figura 3), b) sistemas multi órganos, que simulan la forma en que 2 o más órganos interactúan entre sí (Figura 4), y c) chips de cuerpo completo, con sistemas más complejos, donde interactúan al menos 10 órganos entre sí (Figura 5).

Figura 3. Sistema que contiene un solo órgano que imitará las funciones normales de un órgano o tejido.

Figura 4. Sistema que contiene dos o más órganos que mantienen interacciones funcionales entre sí.

Figura 5. Sistema con órganos que imitan las funciones normales del cuerpo humano.

 

La industria farmacológica y el verdadero potencial de los chips con sistemas micro fisiológicos

Los chips con sistemas micro fisiológicos pueden desarrollar su verdadero potencial en los estudios de nuevos fármacos, para probar su toxicidad y efectos secundarios en células humanas, que reaccionan de manera sistémica y a largo plazo, sin la necesidad de dañar a un individuo sano, ya que una de las razones más importantes por las cuales los fármacos fallan más comúnmente, es al inferir su acción en un solo órgano, cuando la mayoría de las enfermedades tienen un impacto a nivel sistémico.

Diabetes y síndrome metabólico: se podría desarrollar un chip que tuviera los órganos clave que se afectan con esta enfermedad, que son: páncreas, hígado, tejido adiposo, corazón y riñones, y desarrollar varias estrategias para entender mejor la enfermedad. Cáncer: se podrian desarrollar nuevos fármacos contra el cáncer, al usar células con cáncer de cierto tejido junto con células sanas de otros órganos, y ver el efecto que tiene el fármaco tanto en el órgano sano y el del cáncer, obteniendo quimioterapias con menores efectos nocivos e indeseables, y que sólo atacaran a las células cancerígenas, sin dañar o dañar lo menos posible a las sanas.

Marco legal y regulaciones en cuanto al uso de los chips con sistemas micro fisiológicos

Actualmente existen muchas leyes y guías en cuanto a la regulación del uso de nuevas tecnologías en áreas de uso potencial en la medicina, el uso de chips con sistemas micro fisiológicos aún no han sido introducidos en ningún protocolo regulatorio en ningún país, esto debido a la prematures de desarrollo y la falta de práctica en el usos de estas nuevas tecnologías, sin embargo, ninguna nueva tecnología tuvo aceptación de noche a la mañana y, la aceptación y experiencia en nuevos campos siempre son necesarios.

Visiones que se vuelven realidad

Las nuevas visiones en cuanto al uso de chips con sistemas micro fisiológicos están llevando a los científicos a pensar en el desarrollo de tecnologías como el llamado “tú en un chip”, en el cual los chips personalizados, nos permitirán recibir terapias individualizadas y personalizadas, con una prueba y predicción de cómo reaccionará nuestro cuerpo a cierta terapia antes de ser usada (Figura 6).



Figura 6. Micro chip multiórgano.

Conclusiones

Esta nueva tecnología podrá facilitar los procesos y acortar los tiempos en los que se desarrolla y se dispone para uso humano un sin fin de nuevos medicamentos. Con los avances de la ciencia, las industrias farmacéuticas podrán trabajar con mayor eficacia para encontrar tratamiento a distintas enfermedades, personalizar tratamientos que mejoren los resultados terapéuticos y eviten lo más que se pueda las complicaciones y efectos secundarios. Proyectos como éste, apuntan a la posible solución a los desastres actuales relacionados con bacterias multidrogoresistentes y, que de nuevo, podamos tener más tratamiendos a disposición. El proceso quizá sea lento, por la novedad y costos, pero de mantenerlos cercanos a este nuevo proceso, podremos hacer descubrimientos y mejoras para la medicina que actualmente conocemos.

Bibliografía

 

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2. Marx U, Andersson TB, Bahinski A, et al. (2016). Biology-inspired microphysiological system approaches to solve the prediction dilemma of substance testing. ALTEX. 33(3): 272-321.
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4. Materne, E., Maschmeyer, I., Lorenz, A., et al. (2015). The Multi-organ Chip - A Microfluidic Platform for Long-term Multi-tissue Coculture. Journal of visualized experiments : JoVE. (98) :52526.

 

 

Lecturas Recomendadas

1. Guia para el cuidado y uso de animales de laboratorio. (2012). Institute of laboratory animals National research council, México. Academia nacional de medicina. p.211.
2. Comité Asesor Bioética Fondecyt. (2009). Aspectos Bioéticos en el uso de QAnimales de Experimentación. En Aspectos Bioéticos de la Experimentación Animal(pp. 23- 38). Chile : Fondecyt de CONICYT.