Ciclo Menstrual Completo De Mujeres Replicado En Un Laboratorio

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Usando células madre y platos de laboratorio, los investigadores han creado un sistema que imita completamente el ciclo menstrual femenino.

El sistema reproductivo femenino es una red intrincada de órganos y niveles hormonales fluctuantes que puede parecer misterioso, incluso para las mujeres. Pero ahora, los científicos han replicado todo el ciclo menstrual femenino en un dispositivo similar a una caja de bento que puede caber en la palma de su mano.

Según los investigadores, el dispositivo representa un gran salto más allá de la placa de Petri de plástico estándar como medio para estudiar la biología humana y desarrollar nuevos tratamientos para enfermedades. Añadieron que también marca una hazaña crítica en un esfuerzo más amplio para imitar a todo el cuerpo humano en modelos artificiales.

El dispositivo incluye modelos 3D de órganos clave, incluidos los ovarios, las trompas de Falopio, el útero, el hígado, el cuello uterino y la vagina. Los tejidos para cada órgano fueron hechos de células madre, y los órganos están contenidos dentro de pozos que están interconectados por canales, imitando el sistema circulatorio humano. Cuando los órganos artificiales secretan sustancias como las hormonas, estas sustancias se transportan a los otros órganos y tejidos del sistema, lo que desencadena varias fases del ciclo reproductivo. Se ha demostrado que la unidad funciona como lo haría el tracto reproductivo de una mujer en el transcurso de un ciclo menstrual completo de 28 días. [Video: Modelo realista del ciclo menstrual de la mujer hecho en un laboratorio]

"Creemos que podemos ir por más tiempo, pero lo que informamos son 28 días", dijo la investigadora principal Teresa Woodruff, directora del Instituto de Investigación de la Salud de la Mujer en la Escuela de Medicina Feinberg de la Universidad Northwestern en Chicago. "Lo que estamos imitando aquí Es el propio ciclo menstrual ".

Woodruff y su equipo llamaron al dispositivo EVATAR, como "avatar", pero femenino.

"Los avatares son representaciones de personas reales", dijo Woodruff a WordsSideKick.com. "Eva es la madre de todos los humanos; EVATAR es la madre de todos los microhumanos".

EVATAR es la culminación de cinco años de trabajo por equipos separados a los que se les asignó un órgano para crear "en un cubo".

Los científicos del laboratorio de Woodruff, junto con los investigadores del MIT, desarrollaron los ovarios. Julie Kim, profesora asociada de obstetricia y ginecología en Northwestern, creó el útero. Spiro Getsios, profesor asistente de dermatología y biología celular y molecular en Northwestern, desarrolló el cuello uterino y la vagina; y Joanna Burdette, de la Universidad de Illinois en Chicago, desarrollaron las trompas de Falopio. EVATAR también incluye un hígado artificial, porque ese órgano metaboliza muchos medicamentos que las personas podrían tomar.

La mayoría de los órganos en la unidad se desarrollaron utilizando células madre pluripotentes inducidas, que son células madre que están hechas de piel adulta o células sanguíneas que se han activado para convertirse en tejido para un órgano específico. [Los 7 misterios más grandes del cuerpo humano]

El avance clave de EVATAR es que cada órgano de la unidad está conectado por un sistema circulatorio artificial.

"Esto imita lo que realmente sucede en el cuerpo", dijo Woodruff en un comunicado de Northwestern University.

Aplicaciones potenciales

Woodruff dijo que EVATAR podría mejorar la comprensión de los investigadores sobre el cuerpo femenino y ayudar a guiar el desarrollo de medicamentos muy necesarios para tratar enfermedades como los fibromas, la endometriosis, el síndrome de ovario poliquístico (SOP) y muchos cánceres. [5 cosas que las mujeres deben saber sobre el cáncer de ovario]

La endometriosis afecta a un 10 por ciento de mujeres durante sus años reproductivos, según los Institutos Nacionales de la Salud. El SOP afecta a entre el 5 y el 10 por ciento de las mujeres, según los NIH. Actualmente, hay muy pocos tratamientos, aparte de la cirugía, para mujeres con estas afecciones.

Las hormonas desempeñan un papel clave en estas condiciones, así como en muchos tipos de cáncer. EVATAR ayudará a los investigadores a tener en cuenta el papel de las hormonas cuando estudien las enfermedades reproductivas, según el artículo de los investigadores, publicado hoy (28 de marzo) en la revista Nature Communications.

"Los sistemas son tremendos para el estudio del cáncer, que a menudo se estudia como células aisladas en lugar de células de todo el sistema", dijo Burdette en el comunicado. "Esto va a cambiar la forma en que estudiamos el cáncer".

Otra área de investigación que EVATAR podría impulsar es el tratamiento de fertilidad, en particular para las mujeres que han tenido cáncer y se han sometido a radiación y quimioterapia, que pueden dañar la capacidad de una mujer para producir huevos viables, dijo Woodruff. Al imitar la capacidad del cuerpo para producir huevos, los dispositivos podrían ofrecer una nueva visión de las mejores maneras de cultivar huevos fuera del cuerpo.

Los dispositivos también podrían ser útiles para encontrar nuevos medicamentos anticonceptivos que podrían tomarse con menos frecuencia que la píldora diaria estándar, dijo Woodruff, quien cuenta con una subvención de la Fundación Bill y Melinda Gates para desarrollar nuevas opciones anticonceptivas para las mujeres.

EVATAR es parte de un proyecto más amplio de NIH que apunta a mejorar la tasa de éxito de nuevos medicamentos. Actualmente, los medicamentos se prueban en laboratorios y en modelos animales, dijo Danilo Tagle, director asociado del proyecto NIH. Pero el 90 por ciento de los medicamentos probados de esta manera no funcionan en las personas, dijo.

"Eso es un montón de gastos desperdiciados", dijo Tagle.

Hasta ahora, el grupo ha supervisado la creación de modelos de un hígado en un chip, un corazón en un chip, el cerebro humano en un chip y, más recientemente, la creación de un intestino humano artificial que prueba cómo ciertas drogas son procesadas por El sistema digestivo. [7 hechos que las mujeres (y los hombres) deben saber sobre la vagina]

De los proyectos financiados por los NIH para crear órganos y sistemas artificiales, EVATAR se encuentra entre los más complejos hasta el momento, porque incorpora los cambios hormonales de un ciclo menstrual completo de 28 días, dijo Tagle. Woodruff y otros imaginan un momento en el que modelos como EVATAR se ampliarán para incluir todo el cuerpo humano.

"A largo plazo, podemos crear un sistema personalizado completo para individuos en los que los órganos artificiales se derivan del propio tejido de una persona", dijo. "De esta manera, podríamos proporcionar una fuente personalizada de pruebas de toxicidad y eficacia de los medicamentos que no tenemos en este momento".

El equipo de Woodruff ahora está trabajando en una versión masculina de EVATAR, actualmente denominada ADATAR, que imita el sistema reproductor masculino.

En la investigación médica, ha sido inusual que los estudios se centren primero (si es que lo hacen) en modelos femeninos, a menudo debido al sexismo. Pero en este caso, comenzar con el tracto reproductivo femenino fue útil porque hay marcadores claros (como la ovulación y el desprendimiento del revestimiento uterino) que su equipo podría buscar para asegurarse de que su unidad estaba funcionando, explicó Woodruff.

"Cuando estás construyendo un nuevo sistema de ingeniería como este, es fundamental tener estos resultados predichos como controles positivos", dijo. En otras palabras, el equipo pudo ver que los órganos en la unidad artificial funcionaban e interactuaban a medida que la unidad mostraba las diversas fases del ciclo menstrual.

Además, agregó, es hora de que un modelo biológico femenino sea lo primero.

Artículo original en WordsSideKick.com.


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