Innovador microchip emula funciones cerebrales y promete avances en el alzhéimer

La reciente creación de un microchip del tamaño de un sello que emula las funciones del cerebro humano podría marcar un hito en la búsqueda de tratamientos más efectivos contra el alzhéimer y otros trastornos neurológicos. Esta innovadora tecnología ha sido desarrollada por un equipo de investigadores liderado por la doctora Raquel Rodrigues en el Laboratorio Ibérico Internacional de Nanotecnología (INL), situado en Braga, Portugal. El proyecto, denominado BrainChip4MED, recibió fondos de la Unión Europea y se ha centrado en la comprensión de la complejidad del cerebro, un órgano que aún guarda muchos misterios para la ciencia.

Rodrigues ha destacado la importancia de contar con componentes experimentales y sistemas de monitorización electrónica para desentrañar el funcionamiento del cerebro. A través de este microchip, los investigadores han logrado simular ciertas funciones cerebrales, lo que les permite realizar pruebas de tratamientos prometedores en un entorno controlado. Este avance es fundamental, ya que abre las puertas a un mejor entendimiento de cómo los nuevos fármacos podrían interactuar con el cerebro, un aspecto crítico para el desarrollo de tratamientos efectivos para el alzhéimer.

La investigación se llevó a cabo en colaboración con el Hospital Brigham and Women’s de la Facultad de Medicina de Harvard, un centro de referencia en el desarrollo de órganos en chips. Esta colaboración ha permitido a los científicos crear un dispositivo que, aunque similar a los chips utilizados en la tecnología convencional, posee una complejidad y una funcionalidad significativamente superiores. La combinación de química, biología e ingeniería permite a este chip realizar cribados en tiempo real de posibles nanoterapias, lo que podría acelerar notablemente el proceso de investigación farmacéutica.

Uno de los mayores retos en el desarrollo de medicamentos para el cerebro es la barrera hematoencefálica, que protege al órgano de sustancias nocivas pero que también dificulta la llegada de fármacos terapéuticos. Rodrigues explica que hasta la fecha, existen solo cuatro medicamentos aprobados para el tratamiento del alzhéimer, ninguno de los cuales aborda la enfermedad en sí, sino que solo alivia sus síntomas. Este hecho se debe, en gran parte, a la incertidumbre que enfrentan las empresas farmacéuticas al invertir en el desarrollo de nuevos tratamientos sin la certeza de que puedan cruzar esta barrera.

El INL ha abordado este desafío al recrear la membrana de la barrera hematoencefálica en el chip utilizando material bioorgánico, lo que permite a los investigadores simular condiciones más cercanas al funcionamiento real del cerebro humano. Esta innovación no solo facilita la evaluación de la eficacia de nuevos fármacos, sino que también representa un avance significativo en la ética de la investigación, al ofrecer una alternativa a la experimentación en animales.

La doctora Rodrigues subraya que las diferencias entre los cerebros humanos y los de otros animales son una de las razones por las que muchos medicamentos fallan en las fases finales de desarrollo. Con el uso de este chip, es posible obtener datos más relevantes y precisos sobre cómo reaccionarán los fármacos en el cerebro humano, lo que podría conducir a una tasa de éxito más alta en los ensayos clínicos.

El impacto de los trastornos neurológicos es considerable. Se estima que unos 165 millones de europeos sufren de alguna afección neurológica, y se prevé que este número aumente a medida que la población envejece. Las enfermedades como el alzhéimer y el párkinson, junto con otros trastornos como la depresión y las migrañas, representan un grave desafío para los sistemas de salud, con un coste total que se acerca a los 800.000 millones de euros al año en Europa.

A pesar de que el prototipo del chip ya está listo, el director del grupo de investigación de nanomedicina en el INL, el doctor Manuel Bañobre López, advierte que el camino hacia su implementación en el desarrollo de tratamientos reales es aún largo. Se requerirán pruebas exhaustivas para asegurar su eficacia y seguridad antes de que esté disponible para su uso en pacientes humanos.

Sin embargo, los investigadores son optimistas sobre el futuro de esta tecnología. La doctora Rodrigues concluye que el desarrollo de nuevos fármacos es crucial en la lucha contra el alzhéimer, y considera que el encéfalo en un chip representa un gran avance en esa dirección. La investigación, financiada por las Acciones Marie Skłodowska-Curie, podría transformar la manera en que se desarrollan y evalúan los tratamientos para una de las enfermedades más desafiantes de nuestra época. Con el tiempo, este dispositivo podría no solo acelerar la búsqueda de soluciones, sino también brindar esperanza a millones de personas que luchan contra trastornos neurológicos en todo el mundo.