Un sistema que permite probar terapias a medida
Crean un pulmón artificial en chip con células madre de un donante y abre la puerta a tratamientos personalizados
Un grupo de investigadores del Reino Unido y Suiza dio un paso clave para la medicina del futuro: creó un pulmón artificial miniaturizado en un chip utilizando células madre de una sola persona. El desarrollo permite estudiar cómo se inician las enfermedades respiratorias en cada individuo y probar medicamentos de manera personalizada, sin necesidad de recurrir a modelos animales.
El trabajo fue publicado en la revista Science Advances y uno de los responsables del equipo de trabajo es el científico mendocino Maximiliano Gutiérrez, que realizó su tesis doctoral en el Instituto de Histología y Embriología de Mendoza (IHEM, CONICET–UNCUYO).
Un pulmón que “respira” en laboratorio
El dispositivo recrea los alvéolos, las diminutas bolsas de aire donde ocurre el intercambio de oxígeno. Para lograrlo, el equipo del Instituto Francis Crick y la empresa AlveoliX utilizó células madre, capaces de formar tanto tejido pulmonar como vasos sanguíneos.
Las células se cultivan sobre una membrana muy fina dentro del chip, que las separa y organiza como en un pulmón real. El sistema incorpora un mecanismo que imita la respiración: las células se estiran y se relajan, igual que durante la entrada y salida de aire. Ese movimiento favorece la formación de estructuras que aumentan la superficie de intercambio gaseoso y hacen al modelo aún más realista.
La diferencia central frente a otros desarrollos es que el chip está hecho con células genéticamente idénticas de un único donante. Así, los investigadores pueden observar cómo reacciona un pulmón “personalizado” frente a una infección o un fármaco, algo impensado hace solo unos años.
Tuberculosis: seguir la enfermedad desde el minuto cero
Para poner a prueba el modelo, los científicos incorporaron macrófagos —células del sistema inmunológico del mismo donante— y lo infectaron con bacterias de tuberculosis.
Cinco días después observaron señales claras de la enfermedad: ruptura de barreras celulares, zonas dañadas y agrupamiento de macrófagos en núcleos necróticos. El chip permitió ver cómo se inicia la infección y cómo avanza en tiempo real, algo que en pacientes no puede estudiarse desde etapas tan tempranas.
El dispositivo también permitirá investigar otras infecciones respiratorias, enfermedades crónicas y cáncer de pulmón, además de evaluar de manera más precisa el efecto de distintos medicamentos.
Órganos en chip: un sistema que permite probar terapias a medida
Hace una década, la idea de fabricar órganos en chip parecía ciencia ficción. Hoy ya existen modelos de corazón, hígado y pulmón, y la tecnología crece a gran velocidad.
Estos sistemas ofrecen una ventaja clave: evitan las diferencias biológicas entre animales y humanos y reflejan mejor lo que ocurre en el organismo real. Además, permiten incorporar mutaciones genéticas específicas y probar terapias a medida.
Con este avance, la investigación básica se acerca un poco más a la clínica. El laboratorio ya no solo observa células: ahora tiene un pulmón que respira, se mueve y enferma, y que puede ayudar a diseñar tratamientos más precisos y humanos.
Max es un biólogo celular originario de Mendoza, Argentina.
En 2005, finalizó su doctorado en Biología Celular en la Universidad Nacional de San Luis, Argentina. Fue becario doctoral en el Instituto de Histología y Embriología de Mendoza y en ese período descubrió una novedosa vía de inmunidad innata, posteriormente denominada «xenofagia».
En 2006, se trasladó al EMBL en Heidelberg, Alemania, como investigador postdoctoral en el Laboratorio Gareth Griffiths, primero como becario de la Fundación Alexander von Humboldt y luego como becario EMBO. Su trabajo en Heidelberg se centró en la biología celular y la imagenología de macrófagos; fue también en Heidelberg donde se enamoró de la microscopía electrónica.
En 2009, fundó su propio grupo de investigación independiente en el Centro Helmholtz de Investigación de Infecciones en Braunschweig, Alemania, como jefe del Grupo de Investigación Junior "Biología del Fagosoma".
En 2012, fue reclutado como líder de programa en el Instituto Nacional de Investigación Médica del Consejo de Investigación Médica, que pasó a formar parte del Instituto Francis Crick en 2015. Desde 2018, es líder de grupo sénior en el Instituto Francis Crick, en el Laboratorio Interacciones huésped-patógeno en el laboratorio de tuberculosis.