El modelo puede imitar las condiciones reales del ojo humano y algunos de sus padecimientos como el ojo seco. Se espera que en el futuro sirva para pruebas de cirugías.
El órgano visual humano es tan complejo que en alguna ocasión Charles Darwin dijo que era absurdo que surgiera a base de selección natural. Aunque por años se creyó difícil de replicar, hoy un grupo de investigadores de la Universidad de Pensilvania logró crear un ojo artificial humano en un chip que podría cambiar la manera de estudiar este órgano.
Los resultados se dieron a conocer en la revista científica Nature Medicine, como parte de una colaboración entre oftalmólogos y bioingenieros. El modelo está construido en un chip poroso transparente de forma octagonal con tamaño de una moneda de 10 céntimos.
En el centro de este, con la forma de un lente de contacto diseñado en 3D, cultivaron células del ojo humano. Las células de la córnea crecieron en el círculo interno, teñidas de amarillo, mientras que las células de la conjuntiva, es decir, el tejido especializado que cubre la parte blanca de los ojos, se desarrollaron en el círculo rojo circundante.
El párpado, en este caso, es un rectángulo de gelatina que se desliza mecánicamente sobre la estructura imitando el pestañeo. El conducto lagrimal, por último, está teñido de azul y esparce secreciones sobre el ojo para formar la llamada película lagrimal.
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¿Cuántas veces has parpadeado desde que comenzaste a leer este artículo? Probablemente no lo sepas pues es un reflejo subconsciente que ayuda a mantener tus ojos hidratados y sanos. Dan Huh, autor principal del estudio y profesor de la Universidad de Pensilvania, sabía que debía lograr esa misma reacción en su prototipo.
“Desde el punto de vista de la ingeniería, nos parece interesante pensar sobre la posibilidad de imitar el entorno dinámico de un ojo humano que parpadea”, dijo el científico especializado en crear órganos en chips.
Una vez conseguida la imitación del entorno del ojo regular, los investigadores evocaron las condiciones del ojo seco (DED, por sus siglas en ingles) en la réplica cortando el parpadeo del artefacto de 12 veces por minuto a sólo seis. Esto redujo notablemente el volumen de lágrimas, lo que derivó en la tradicional inflamación asociada al DED.
Al comprobar la capacidad del ojo artificial humano para reflejar el padecimiento, los expertos buscaron en la industria farmacéutica un medicamento para tratar esta patología. Utilizaron lubricina, una proteína que se encuentra en el líquido lubricante de las articulaciones, y al hacer diversas pruebas, comprobaron su eficacia.
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El modelo a escala no incluye aún todas las células del ojo humano, le faltan vasos sanguíneos y nervios, además de una muestra de células inmunes que suelen estar en este órgano. También muestra varias limitaciones como la imposibilidad de imitar realmente la producción de lágrimas o la interacción del órgano visual con sistemas fisiológicos presentes en los humanos.
“Espero que nuestra plataforma de ojo artificial humano en un chip avance más y se use para una gran variedad de aplicaciones, más allá de probar medicamentos. En el futuro podrían ser para pruebas de lentes de contacto o cirugías”, dijo la estudiante de doctorado Jeongyun Seo, coautora del estudio.
