Los investigadores son pioneros en un método para medir la rigidez de los tejidos del hígado sin dañarlos

Los investigadores son pioneros en un método para medir la rigidez de los tejidos del hígado sin dañarlos

Investigadores de Corea del Sur han desarrollado un modelo de enfermedad organoide y una tecnología de análisis de rigidez no destructiva para evaluar la eficacia de nuevos medicamentos para la enfermedad del hígado graso.

El Dr. Hyunwoo Kim y el Dr. Myungae Bae del Instituto de Investigación de Tecnología Química de Corea (KRICT) lideraron el equipo de investigación que desarrolló la técnica de medición de la rigidez cuantitativa basada en nanosonda para minimizar el modelo organoide artificial y al mismo tiempo minimizar el daño a los tejidos.

La enfermedad del hígado graso no alcohólico ocurre cuando el exceso de grasa se acumula en las células del hígado debido a comer en exceso o a la falta de ejercicio, lo que hace que el hígado se ablande. Con el tiempo, la afección puede provocar fibrosis, cirrosis y, en última instancia, enfermedades potencialmente mortales como el cáncer de hígado. Por lo tanto, es fundamental identificar tratamientos eficaces en las primeras etapas de la enfermedad del hígado graso en el desarrollo de fármacos para las enfermedades hepáticas.

El desarrollo de fármacos para la enfermedad hepática implica pruebas repetidas de fármacos candidatos contra organoides que causan enfermedades y el análisis de sus respuestas. En particular, la rigidez física de los tejidos del hígado es un factor útil que indica el progreso de la NAFLD. Sin embargo, las mediciones continuas e in situ de su rigidez son un desafío porque los métodos de medición actuales se basan principalmente en toda el área del organoide hasta su destrucción.

El equipo de investigación ha desarrollado una técnica que permite la medición in situ y no destructiva de organoides hepáticos modelados con enfermedad del hígado graso mientras los mantiene vivos. Al aplicar algunas fuerzas de nano-Newton a la interfaz sonda-organoide mediante nanosondas, el equipo pudo medir cuantitativamente la rigidez localizada sin dañar el organoide.

Para demostrar la viabilidad de la técnica de medición de la rigidez local basada en nanosonda, tiñeron el organoide artificial con un tinte para identificar regiones ricas/pobres con alto contenido de grasa donde se observan intensidades de fluorescencia fuertes/débiles.

Para medir la rigidez, se insertó lentamente una "nanosonda" en el tejido organoide utilizando una punta del tamaño de un nanómetro unida a un pequeño voladizo.

El grado de flexión de la nanosonda mientras apretaba el organoide se midió con precisión mediante la reflexión del láser en la superficie de la sonda. Al correlacionar el grado de flexión con la rigidez, se obtuvo el valor de rigidez cuantificado según lo parametrizado en el módulo de Young.

A diferencia de los métodos tradicionales que requerían una fijación química que mataba al organoide, la nueva técnica de nanosonda permite mediciones "en vivo" manteniendo al mismo tiempo la viabilidad del organoide en los medios de cultivo. Al aplicar una hendidura poco profunda de aproximadamente 5 micrones, el método no daña en absoluto el tejido hepático.

La aplicación de la recientemente desarrollada "tecnología de medición de la rigidez con nanosonda" a modelos organoides de hígado graso no alcohólico reveló que la rigidez de las regiones acumuladas de grasa era aproximadamente un 35% más suave en comparación con las áreas con fluorescencia débil. Esto confirma la capacidad de apuntar con precisión a regiones específicas.

El uso de imágenes fluorescentes de la acumulación de lípidos para determinar los sitios de medición redujo el tiempo total de medición a más de la mitad en comparación con los métodos de muestreo aleatorio. Además, la viabilidad de las células hepáticas se mantuvo en más del 97% después de la medición, lo que muestra un daño tisular mínimo.

En el futuro, el equipo de investigación pretende desarrollar un sistema de evaluación continua de fármacos que permita un seguimiento no destructivo de la progresión de la enfermedad en un único organoide en múltiples etapas.

El equipo de investigación explicó: “Esta tecnología permite un análisis conveniente de los cambios en el modelo de enfermedad durante el desarrollo de fármacos para el hígado graso. Añadió el presidente de Krict, Lee Young-Kook”. Esperamos que esta tecnología sea aplicable no sólo al desarrollo de enfermedades hepáticas sino también a otros avances en el tratamiento de enfermedades.“

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