¿Cómo atraviesan las células cancerosas los vasos sanguíneos durante la metástasis? ¿Qué alteraciones en la barrera protectora del cerebro se relacionan con el Alzheimer? Son preguntas que los investigadores buscan responder con una tecnología conocida como órganos en chip.
Se tratan de dispositivos diminutos que permiten cultivar células humanas en condiciones controladas en el laboratorio. En ellos, las células interactúan y se organizan para formar estructuras similares a las del organismo, como los vasos sanguíneos para estudiar su comportamiento y sus propiedades naturales.
Roger Kamm, investigador del Departamento de Ingeniería Biológica del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT), presentó avances de su equipo durante la International Conference on Biofabrication 2026, en el Tecnológico de Monterrey.
“Dejamos que las células hagan lo suyo, que interactúen entre sí y desarrollen las estructuras necesarias para reproducir lo que ocurre dentro del organismo”, explicó.
Estos modelos pueden ser utilizados tanto por investigadores como por empresas del sector farmacéutico para evaluar nuevos tratamientos, anunció Kamm.
Reproducir los tejidos humanos y sus características
Para reproducir las características de los tejidos humanos, los investigadores utilizan tecnología microfluídica, que controla líquidos a través de canales diminutos y además aprovechan procesos naturales como la autoorganización celular.
El equipo de Kamm desarrolla modelos en los que coloca células humanas dentro de una matriz de gel que les permite interactuar y organizarse por sí mismas para formar estructuras tridimensionales.
El investigador presentó un video que documentaba las primeras 48 horas de un experimento, en el que las células endoteliales, responsables de recubrir el interior de los vasos sanguíneos, comenzaban a conectarse entre sí hasta crear pequeñas redes vasculares.
“Podemos ver cómo las células endoteliales se extienden, encuentran a sus vecinas y forman esta estructura tridimensional”, explicó. “Si esperamos unos días más, estos vasos permiten que los líquidos circulen a través de ellos”.
El equipo no solo buscaba que estas estructuras se crearan, sino que se mantuvieran funcionando durante periodos prolongados que habilitaran el estudio de diferentes procesos biológicos.
Los investigadores consiguieron mantener las redes sin deteriorarse durante 51 días, hasta que decidieron terminar el experimento. “Resulta que el flujo es muy importante, no solo para proporcionar nutrientes y oxígeno a las células, sino también para estabilizar las redes vasculares”.
Estudian en chips la propagación del cáncer
Una de las aplicaciones que presentó Kamm trata sobre el estudio de la metástasis, el proceso mediante el cual las células cancerosas se desprenden de un tumor original y se propagan hacia otras partes del cuerpo.
Con sus modelos, el equipo estudió cómo algunas células tumorales ingresan a los vasos sanguíneos, circulan por ellos y atraviesan sus paredes para llegar a otros tejidos.
Kamm mostró experimentos en los que las células cancerosas quedaban atrapadas en capilares, los vasos sanguíneos más pequeños del organismo. Mientras algunas lograban atravesar sus paredes, otras sufrían daños por las fuerzas generadas por la circulación de líquidos.
En uno de los ejemplos, una célula tumoral extendía una parte de su estructura, se sujetaba a la membrana que rodeaba el vaso y abría un hueco para pasar entre dos células endoteliales; después de salir, el espacio se volvía a cerrar. Kamm explicó que todo ese proceso fue captado en video durante cuatro horas.
“Podemos observarlo, cuantificarlo y estudiarlo bajo diferentes condiciones experimentales, y todo esto podemos hacerlo en el laboratorio”, destacó.
Reproducen en chips alteraciones asociadas con el Alzheimer
Otra aplicación desarrollada por el equipo de Kamm se relaciona con el estudio del Alzheimer. Se tratan de modelos que reproducen características de la barrera hematoencefálica, una estructura que protege al cerebro y regula el paso de sustancias entre la sangre y el tejido cerebral.
Los investigadores cultivaron células nerviosas con alteraciones genéticas asociadas con el Alzheimer y observaron cómo interactuaban con las redes vasculares creadas en el laboratorio.
Después de cuatro semanas, encontraron una mayor acumulación de beta-amiloide, una proteína relacionada con la enfermedad, tanto en el tejido nervioso como alrededor de los vasos sanguíneos. Además, observaron que la barrera se volvía más permeable, es decir, que permitía el paso de sustancias con mayor facilidad.
En una versión más reciente del modelo, una alteración genética fue suficiente para producir diferencias importantes. Por ejemplo, la permeabilidad llegó a ser más del doble que en el modelo de control.
“No esperábamos observar cambios con una sola mutación, pero los encontramos. Son muy significativos”, explicó Kamm.
El investigador destacó que estos experimentos permiten estudiar cómo el Alzheimer puede afectar las estructuras que protegen al cerebro e investigar los mecanismos relacionados con esa enfermedad.
Recrean en chips el ‘viaje’ de los medicamentos
Al reproducir características de los tejidos humanos, los órganos en chip que desarrolla el equipo de Kamm también representan una alternativa para que la industria farmacéutica evalúe nuevos medicamentos. Al mismo tiempo, podrían contribuir a reducir la necesidad de realizar pruebas con animales.
“Esto ha sido motivado no solo por nuestro interés en preservar el bienestar de los animales, sino también porque los modelos no humanos realmente no son muy buenos para predecir las enfermedades humanas”, señaló.
Para esta investigación, que aún está en desarrollo, el equipo creó tres modelos que reproducen características de los vasos sanguíneos, el sistema linfático y los tejidos que rodean las células. Con ellos estudian cómo se absorben los anticuerpos monoclonales, un tipo de medicamento para tratar diversas enfermedades, cuando se administran mediante inyecciones debajo de la piel, y qué cantidad puede llegar al torrente sanguíneo.
Los resultados se combinan con modelos computacionales y un sistema de inteligencia artificial (IA) que busca predecir la cantidad de medicamento que llegará a la circulación sanguínea.
Biofabrication 2026, por primera vez en América Latina
La edición 2026 de la International Conference on Biofabrication se celebra del 2 al 6 de noviembre, con el Tecnológico de Monterrey, campus Monterrey, como sede. El encuentro reúne a investigadores de distintos países para compartir avances en biomateriales, biofabricación y sus aplicaciones en la medicina y otras industrias.
Es la primera vez que esta conferencia, organizada por la International Society for Biofabrication (ISBF), se lleva a cabo en América Latina. Grissel Trujillo y Mario Álvarez, investigadores del Tec y copresidentes del encuentro, destacaron la importancia de recibir a esta comunidad científica en México.
“El progreso de la biofabricación depende no solo de la excelencia científica, sino también de nuestra capacidad para superar las barreras entre disciplinas, instituciones y países”, destacó Jürgen Groll, presidente de la ISBF durante la inauguración. «Espero que este encuentro impulse la investigación en biofabricación y dé lugar a vínculos más sólidos entre la ISBF y América Latina».
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