Uso de "Synovium-on-a-Chip" para estudiar el tratamiento de la AR

Por Vandana Suresh | 25 de marzo de 2024

Muchas personas con artritis reumatoide (AR) alivian los síntomas y disminuyen la actividad de la enfermedad con uno de los varios tipos de medicamentos disponibles para tratarla. Sin embargo, muchos pacientes siguen teniendo síntomas articulares a pesar de los diferentes tratamientos, y no logran una remisión a largo plazo. Por lo tanto, comprender los fundamentos biológicos de por qué algunas personas con AR responden al tratamiento mientras que otras no lo hacen es una necesidad clínica urgente.

Para llenar este vacío de conocimiento, la Arthritis Foundation otorgó un premio del Programa de Investigación de AR a Theresa Wampler Muskardin, MD, profesora adjunta de Medicina y Pediatría en el Hospital for Special Surgery. Con un apoyo monetario de $450,000 a lo largo de tres años, el equipo del Dr. Wampler Muskardin aprovechará su experiencia en tecnología de "órganos en un chip" para comprender los eventos celulares e inmunitarios en la membrana sinovial (tejido que recubre las articulaciones) que se correlacionan con las respuestas al tratamiento en pacientes con AR.

"El gran vacío ahora es tratar de comprender la biología de los pacientes con AR que no responden a los tratamientos", dice el Dr. Wampler Muskardin. "Para responder a esa pregunta, usaremos nuestro synovium-on-a-chip, el primer sistema vascularizado e inmunocompetente que utiliza el propio tejido articular del paciente, para probar las terapias que ya están aprobadas y las que aún no se han probado para la AR".

Las opciones de tratamiento para la AR se han ampliado significativamente en las últimas décadas. Como estándar de atención, a los pacientes primero se les recetan medicamentos modificadores de la enfermedad (DMARD) convencionales, por ejemplo, metotrexato, antes de pasar a DMARD biológicos (y sus biosimilares), a veces en combinación con metotrexato. Si la adición de productos biológicos, generalmente inhibidores del TNF, no alivia los síntomas, se puede comenzar a tomar inhibidores de la cinasa Jano (JAK) en lugar de los biológicos. Pasar por un tratamiento para la AR en busca de uno que finalmente funcione suele llevar de tres a cuatro meses por medicamento, lo que puede ser muy angustiante para los pacientes que no responden a los tratamientos iniciales.

"Sabemos que la remisión a los tres meses es el mayor predictor de la remisión a largo plazo, y nuestro objetivo es ayudar a los pacientes a lograr la remisión a los tres meses después del diagnóstico", dice el Dr. Wampler Muskardin. "Y, sin embargo, tenemos un enfoque de tratamiento obligatorio en el que sabemos que la mayoría de los pacientes no van a lograr una baja actividad de la enfermedad o la remisión al final de los tres meses".

Si bien el enfoque actual sigue siendo el estándar de oro para el tratamiento de la AR, existe una investigación activa para predecir las respuestas al tratamiento para que los pacientes sean asignados rápidamente a los medicamentos que les funcionen. En ese esfuerzo, el equipo del Dr. Wampler Muskardin recolectará tejido sinovial de pacientes con AR y luego los asignará a grupos de estudio según la composición celular del tejido. Luego, el colaborador del Dr. Wampler Muskardin, Weiqiang Chen, PhD, profesor asociado de ingeniería mecánica y aeroespacial e ingeniería biomédica en la Universidad de Nueva York, cargará las células del tejido sinovial de cada paciente en un dispositivo de cultivo celular microfluídico: la membrana sinovial en un chip.

Este dispositivo recrea el complejo entorno de la articulación. Contiene diferentes tipos de células y compartimentos que se encuentran en la articulación, vasos sanguíneos de bioingeniería y un reservorio central para cargar las células inmunitarias aisladas del torrente sanguíneo de los pacientes con AR.

Con esta tecnología, el reservorio puede cargarse de glóbulos blancos, en particular los monocitos (que se sabe que son patógenos en la AR), que se pueden estudiar a medida que atraviesan los vasos sanguíneos hacia el tejido sinovial. Y lo que es más importante, la membrana sinovial en un chip permite al equipo estudiar el efecto de la señalización del tejido sinovial en los monocitos, un proceso que podría verse alterado en pacientes que no responden a la medicación. Además, este sistema permitirá probar y comparar los efectos de diferentes terapias entre pacientes que han sido agrupados por su contenido celular sinovial.

"Estoy agradecido con la Arthritis Foundation por su apoyo", comenta el Dr. Wampler Muskardin. "El premio es fundamental para avanzar en esta importante investigación. Estoy muy emocionado por esta oportunidad".

Además de los doctores Wampler, Muskardin y Chen, el equipo incluye al Dr. Timothy Niewold, director del Barbara Volcker Center for Women and Rheumatic Disease y vicepresidente de investigación del Departamento de Medicina del Hospital for Special Surgery.