Aplicación de modelos de riñón, hígado y sistema respiratorio microingenierizados para acelerar las pruebas y el desarrollo preclínico de medicamentos
Autores: Gholizadeh, Hanieh; Cheng, Shaokoon; Kourmatzis, Agisilaos; Xing, Hanwen; Traini, Daniela; Young, Paul M.; Ong, Hui Xin
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Aplicación de modelos de riñón, hígado y sistema respiratorio microingenierizados para acelerar las pruebas y el desarrollo preclínico de medicamentos
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Bioingeniería
Palabras clave
Formulaciones de medicamentos
Estudios preclínicos in vitro
Pruebas en animales
Tecnología de órganos en chip
Múltiples órganos en chip
Pruebas de medicamentos
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 52
Citaciones: Sin citaciones
Desarrollar nuevas formulaciones de medicamentos y avanzar en su entorno clínico se basa en estudios preclínicos in vitro y pruebas en animales para evaluar la eficacia y toxicidad. Sin embargo, estas técnicas actuales han fallado en predecir con precisión el éxito clínico de nuevas terapias con un alto grado de certeza. La razón principal de este fracaso es que los modelos de tejidos in vitro convencionales carecen de numerosas características fisiológicas de los órganos humanos, como las fuerzas biomecánicas y el flujo de biofluidos. Además, los modelos animales a menudo no logran reproducir la fisiología, anatomía y mecanismos del desarrollo de enfermedades en humanos. Estas deficiencias a menudo conducen al fracaso en el desarrollo de medicamentos, con un tiempo y dinero sustanciales invertidos. Para abordar este problema, la tecnología de órganos en chip ofrece modelos realistas de órganos humanos in vitro que imitan la fisiología de los tejidos, incluidas las fuerzas biomecánicas, el estrés, la deformación, la heterogeneidad celular y la interacción entre múltiples tejidos y sus respuestas simultáneas a una terapia. Para esto, se construyen complejas redes de modelos de múltiples órganos juntos, conocidos como múltiples órganos en chip. Numerosos estudios han demostrado la exitosa aplicación de los órganos en chip para pruebas de medicamentos, con resultados comparables a los resultados clínicos. Esta revisión resumirá y evaluará críticamente estos estudios, con un enfoque en los modelos de riñón, hígado y sistema respiratorio en chip, y discutirá su progreso en su aplicación como una plataforma de pruebas de medicamentos preclínicos para determinar la toxicología, metabolismo y transporte de medicamentos in vitro. Además, se discutirán los avances en el diseño de estos modelos para mejorar las pruebas de medicamentos preclínicas, así como las oportunidades para trabajos futuros.
Descripción
Desarrollar nuevas formulaciones de medicamentos y avanzar en su entorno clínico se basa en estudios preclínicos in vitro y pruebas en animales para evaluar la eficacia y toxicidad. Sin embargo, estas técnicas actuales han fallado en predecir con precisión el éxito clínico de nuevas terapias con un alto grado de certeza. La razón principal de este fracaso es que los modelos de tejidos in vitro convencionales carecen de numerosas características fisiológicas de los órganos humanos, como las fuerzas biomecánicas y el flujo de biofluidos. Además, los modelos animales a menudo no logran reproducir la fisiología, anatomía y mecanismos del desarrollo de enfermedades en humanos. Estas deficiencias a menudo conducen al fracaso en el desarrollo de medicamentos, con un tiempo y dinero sustanciales invertidos. Para abordar este problema, la tecnología de órganos en chip ofrece modelos realistas de órganos humanos in vitro que imitan la fisiología de los tejidos, incluidas las fuerzas biomecánicas, el estrés, la deformación, la heterogeneidad celular y la interacción entre múltiples tejidos y sus respuestas simultáneas a una terapia. Para esto, se construyen complejas redes de modelos de múltiples órganos juntos, conocidos como múltiples órganos en chip. Numerosos estudios han demostrado la exitosa aplicación de los órganos en chip para pruebas de medicamentos, con resultados comparables a los resultados clínicos. Esta revisión resumirá y evaluará críticamente estos estudios, con un enfoque en los modelos de riñón, hígado y sistema respiratorio en chip, y discutirá su progreso en su aplicación como una plataforma de pruebas de medicamentos preclínicos para determinar la toxicología, metabolismo y transporte de medicamentos in vitro. Además, se discutirán los avances en el diseño de estos modelos para mejorar las pruebas de medicamentos preclínicas, así como las oportunidades para trabajos futuros.