En un bloque transparente de menos de un centímetro, dividido en pequeños espacios y canales, se almacena un cultivo de células que simulan la piel humana. Este dispositivo es un organ-on-a-chip (órgano en un chip), uno de los modelos en tercera dimensión creados por la Unidad de Toxicidad in vitro (UTi) de la Universidad CES, que simula órganos humanos para evaluar los efectos que pueden causar fármacos, cosméticos o pesticidas en las personas, sin necesidad de hacer pruebas en animales.

En Colombia en 2020 se decretó la Ley 2047, que prohíbe la experimentación, importación, fabricación y comercialización de productos cosméticos que sean objeto de pruebas con animales. Además, en mayo de 2026 se expidió la Resolución 0814 que exige la certificación obligatoria para fabricar, importar o comercializar cosméticos y se debe presentar ante el Invima; también, la certificación que indique que ni el producto final ni sus ingredientes han sido objeto de pruebas en animales; y la vinculación con la Notificación Sanitaria Obligatoria. Sin embargo, esto solo aplica para la producción de cosméticos, dejando de lado otras industrias como la farmacéutica.

Como explica Andrés Pareja López, director científico de la UTi, el cultivo de células en condiciones de laboratorio se ha venido desarrollando en el último siglo. Según la publicación Journey of organ on a chip technology and its role in future healthcare scenario del Centro Nacional de Información Biotecnológica de Estados Unidos, publicado en 2022, el cultivo de células se remonta a Ross Granville Harrison, zoólogo de ese país, quien estudió el crecimiento del tejido neuronal en 1907 con las células nerviosas de un renacuajo. Este fue el primer caso de éxito de cultivo celular que después fue perfeccionado por otros científicos hasta llegar a lo que hoy se conoce como organ-on-a-chip.

¿Cómo se simulan órganos humanos en un chip?

Los cultivos celulares tradicionales se desarrollan en placas o superficies planas, llamados tejidos en 2D, pero en la UTi están “incursionando en el cultivo de células en 3D. ¿Qué quiere decir eso? Que ya empiezan a crecer en una estructura tridimensional para tratar de simular un microambiente y que empiecen a comportarse mucho más parecido al tejido de origen”, explica Pareja. Uno de los métodos que el grupo ha investigado desde 2021 es la bioimpresión de bloques tridimensionales o figuras específicas con hidrogeles para almacenar las células. Con ese modelo, las células pueden interactuar desde sus distintas partes, simulando un órgano real.

Para explicarlo de manera más sencilla, imagine que un grupo de células vive en un primer piso y solo interactúan con la célula que tienen al lado. Ahora, imagine otro grupo de células que vive en un edificio, lo que les permite interactuar entre sí desde cada una de sus paredes. Esa es la diferencia entre los cultivos en 2D y 3D.

Luego, esos modelos en 3D son expuestos a condiciones físicas y químicas del funcionamiento de un órgano humano. Al recrear de forma conjunta la tridimensionalidad, las señales químicas y las presiones físicas, las células se comportan de manera prácticamente idéntica a como lo harían dentro de un ser vivo, permitiendo predecir con mayor exactitud el efecto de medicamentos o contaminantes.

Los científicos de la UTi ya utilizan estos organ-on-a-chip para empresas privadas que necesitan evaluar sus productos como pesticidas y cosméticos. De igual forma, en con el programa VITARES, también de la Universidad CES, investigan cómo la contaminación del aire en la zona urbana de la comuna 2 de Medellín y los agroquímicos de zonas rurales como Támesis y Salgar impactan la salud visual de menores de edad, usando modelos biológicos basados en cultivos 2D y 3D.

Además, la UTi liderará una cumbre internacional en la primera semana de diciembre que reunirá a expertos mundiales para capacitar a los entes reguladores y laboratorios de todo el país en el uso práctico de estos modelos alternativos a la experimentación animal. “En un futuro queremos tener varios chips de diferentes órganos y decir: ‘Uy, tenemos un human-on-a-chip‘ (un humano en un chip)”, afirma el director de la UTi.