Investigadores del Instituto de Ciencias Integradas del Material Celular de la Universidad de Kioto (iCeMS) han desarrollado un dispositivo que facilita el movimiento de fluidos sobre las células corneales de manera similar al de las lágrimas sobre un ojo que parpadea. El estudio ha sido publicado en la revista ‘Lab on a Chip’.
Por lo general, los científicos suelen toparse con obstáculos a la hora de probar este tipo de fármacos en ensayos preclínicos. De ahí que las investigaciones con medicamentos oftálmicos se suelan ensayar en los ojos de los conejos pese a que sus ojos parpadean significativamente menos que los de los humanos al carecen de conductos lagrimales.
Habitualmente, las investigaciones con medicamentos oftálmicos se suelen ensayar en los ojos de los conejos
Para estudiar los efectos del parpadeo constante en humanos en los estudios con medicamentos oftálmicos administrados a través de los ojos, el científico farmacéutico de la Universidad de Kioto Rodi Abdalkader y el microingeniero Ken-ichiro Kamei han desarrollado un dispositivo en 3-D que imita el parpadeo utilizando células corneales y microfluídicos vivos.
El instrumento consta de cuatro cámaras superiores dentro de las cuales se permite el crecimiento de las células corneales. Están unidos con hasta cuatro cámaras inferiores a través de una membrana de poliéster porosa. A medida que las células crecen en la cámara superior, crean una barrera corneal para bloquear la cámara inferior. Empujar el líquido hacia arriba en las cámaras superiores y sobre las células corneales simula las fuerzas que experimenta la córnea cuando parpadea el ojo humano. Los cuatro canales paralelos idénticos dentro del dispositivo permiten probar cuatro compuestos o escenarios diferentes en condiciones similares en un solo experimento.
"Ha sido un avance descubrir que un estímulo similar a un parpadeo tiene un impacto biológico directo en estas células", señala el investigador Abdalkader. "Parpadeamos con frecuencia e inconscientemente todo el tiempo. Con cada parpadeo, se aplica un esfuerzo cortante en la barrera corneal que hace que el sistema de contradefensa de la córnea segrege filamentos fibrosos, como las queratinas, para superar los efectos del estrés".
El dispositivo no solo emula el parpadeo humano gracias a la utilización de células humanas, sino que también permite analizar cuatro muestras diferentes en condiciones similares al mismo tiempo.
"Creemos que este prototipo allanará el camino para un mejor desarrollo de medicamentos oftálmicos y permitirá, al mismo tiempo, incrementar las investigaciones sobre los efectos del estrés cortante causado por el parpadeo de los ojos en la superficie del ojo", concluyó Abdalkader.