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El modelo desarrollado por investigadores del Instituto de Bioingeniería de Cataluña permite recrear infecciones como la que caracteriza la enfermedad de Crohn y servirá para estudiar el funcionamiento del intestino y su respuesta a diferentes patógenos.
18 nov 2022 . Actualizado a las 16:27 h.Las principales funciones de nuestro intestino son absorber los nutrientes de la digestión y actuar como barrera protectora frente a patógenos. La pared interna del intestino, el epitelio intestinal, tiene una peculiar estructura 3D organizada en forma de dedos o de valles y cimas, y se sabe que esta estructura es fundamental para su correcto funcionamiento. Estos valles y cimas están recubiertos por una mucosa, que entre otras funciones abriga a nuestra microbiota intestinal, formada por entre 500 y 1.000 especies distintas de microorganismos.
Esta misma mucosa es también la primera barrera de protección para impedir que otros microorganismos potencialmente patogénicos, o sustancias químicas nocivas, puedan entrar en nuestro organismo y causar enfermedades. Estos dos factores, estructura 3D más la mucosa, son esenciales en la fisiología intestinal, pero los modelos de intestino desarrollados hasta la fecha para su estudio en laboratorio se basan en estructuras en 2D que no producen mucosidad, lo que limita mucho su relevancia y utilización.
Ahora, investigadores del Instituto de Bioingeniería de Cataluña (IBEC) han creado un modelo de intestino que presenta la característica estructura 3D de valles y cimas y, además, puede generar la mucosa. Han utilizado este nuevo modelo para estudiar la interacción con patógenos intestinales. Concretamente, han podido simular con éxito la infección bacteriana producida por una cepa de E. coli que caracteriza la enfermedad de Crohn. El trabajo ha sido dirigido por Elena Martínez, líder del grupo Sistemas Biomiméticos para Ingeniería Celular en colaboración con el grupo Infecciones Bacterianas y Terapias Antomicrobianas liderado por Eduard Torrents. Los resultados se han publicado en la revista Pharmaceutics.
Para construir la estructura en tres dimensiones de valles y cimas del intestino, los investigadores han utilizado el método de la fotopolimerización, es decir, han usado un material que adquiere su forma y consistencia finales al ser iluminado con un tipo concreto de luz ultravioleta Con este sistema han construido una estructura 3D similar al intestino, en forma de dedos, y los diferentes tipos de células que forman ese órgano han crecido, se han posicionado de forma similar a lo que ocurre en el intestino, y más importante, han sido capaces de producir mucosidad intestinal.
Para analizar la eficacia de este modelo en estudios de infecciones bacterianas, los investigadores se han centrado en la enfermedad de Crohn. Esta enfermedad pertenece al grupo de enfermedades inflamatorias intestinales, y hasta la fecha se desconocen sus causas. Afecta el tracto intestinal y se cree que ese trastorno está relacionado con un ataque del sistema inmune a algunos componentes bacterianos presentes en el intestino. Actualmente no existe cura para esa enfermedad y los tratamientos se limitan a paliar los síntomas.
Al inocular en los mini-intestinos 3D una cepa de la bacteria E. coli relacionada con la enfermedad de Crohn, los investigadores han observado una respuesta inflamatoria similar a la que ocurre en pacientes, poniendo de manifiesto la importancia de recrear un ambiente lo más fidedigno posible para simular en laboratorio el comportamiento de las bacterias. En otras palabras, estos prometedores resultados refuerzan la utilidad y validez de ese nuevo modelo para el estudio de esta, y posiblemente de otras enfermedades intestinales causadas por patógenos. Este trabajo muestra además que la mucosidad intestinal juega un papel protector clave en las infecciones.
