Crean una vagina en un chip para estudiar su microbioma

Un equipo de bioingenieros ha creado una "vagina en un chip" para imitar las características más importantes del microbioma vaginal. El "chip de órgano" simulado, confeccionado con células vaginales donadas, permitirá a los científicos estudiar las complejas interacciones entre las células y los fluidos de la vagina, como así también probar tratamientos para enfermedades relacionadas con este órgano.

Investigadores del Instituto Wyss de la Universidad de Harvard, en Estados Unidos, han creado un chip de órgano humano que replica el ambiente del tejido vaginal, incluido su microbioma. Compuesto por epitelio vaginal humano y células de tejido conectivo subyacentes, el chip de silicona que imita a la vagina reproduce muchas de las características fisiológicas del órgano real y puede inocularse con diferentes cepas de bacterias, para estudiar así sus efectos en la salud.

Combinando naturaleza y tecnología

Las características del chip y su potencial de aplicación se describen un nuevo articulo científico, publicado recientemente en la revista Microbiome. Según una

nota de prensa

, los científicos utilizaron la plataforma Microfluidic Organ Chip desarrollada en el Wyss Institute para crear el dispositivo. En principio, colocaron en el canal superior de un modelo de

vagina

un chip de polímero, enriquecido con células epiteliales vaginales humanas. 

Luego agregaron células de fibroblastos uterinos humanos, del lado opuesto de la membrana permeable que separa los canales superior e inferior en la vagina. Dicho diseño 3D reprodujo la estructura de la pared vaginal humana, otorgándole más realismo al dispositivo. En función del desarrollo realizado, luego de cinco días la “vagina-chip” había desarrollado múltiples capas distintas de células diferenciadas, que coincidían con las que se encuentran en el tejido vaginal humano. 

En el momento en que los científicos introdujeron la hormona sexual femenina estradiol (una variedad de estrógeno) en el dispositivo, los patrones de expresión genética de los chips cambiaron en respuesta, confirmando que era sensible a las hormonas. Esta es una característica crítica para replicar los órganos reproductivos humanos en condiciones de laboratorio.

El microbioma vaginal en acción

Teniendo en cuenta que los microbiomas vaginales humanos sanos suelen contener múltiples cepas de la bacteria Lactobacillus, los investigadores introdujeron tres cepas diferentes de esta bacteria en el dispositivo: las tres colonizaron con éxito los chips después de tres días. Además, también comenzaron a producir ácido láctico, que ayuda a mantener el pH bajo de la vagina e inhibe el crecimiento de otros microbios. 

Junto al mantenimiento de un ambiente ácido, la presencia de la bacteria Lactobacillus también afectó las respuestas inmunitarias innatas del “vagina-chip”. De esta manera, los chips con cepas bacterianas produjeron niveles más bajos de varias moléculas de citoquinas que causan inflamación con respecto a los chips sin bacterias, demostrando que estos microbios "buenos" o positivos ayudan a controlar la inflamación en vaginas humanas sanas.

Sin embargo, como se indica en un

artículo

publicado en New York Times, el microbioma vaginal cambia sustancialmente en respuesta a la menstruación, las relaciones sexuales, las fluctuaciones hormonales y el uso de antibióticos. Por lo tanto, tener un modelo más sofisticado y “real” requerirá más estudios sobre cómo funciona exactamente el microbioma vaginal y cómo responde a la enfermedad.

Referencia

Vaginal microbiome-host interactions modeled in a human vagina-on-a-chip

. Gautam Mahajan et al. Microbiome (2022). DOI:

https://doi.org/10.1186/s40168-022-01400-1