Evaluación de la actividad antiinflamatoria in vitro de una molécula en desarrollo preclínico

laboratorio cultivo celular 1

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Se trata de un recurso de realidad virtual que sitúa al estudiante en un laboratorio de cultivo celular. El recurso permite al estudiante conocer los instrumentos y equipos básicos que componen un laboratorio de cultivo celular, así como realizar de forma virtual un experimento modelo para evaluar la actividad antiinflamatoria de un nuevo fármaco en estudio preclínico. El recurso consta se compone de una serie de videos y cuestiones teórico-prácticas que permiten al estudiante ir avanzando por diferentes escenarios para comprender y profundizar en conceptos básicos sobre la Farmacología Experimental, centrados en el cultivo celular como herramienta de ensayo preclínico.

El recurso consta de dos escenarios, uno dentro del laboratorio de cultivo celular y el otro en un laboratorio general para finalizar el experimento. Concretamente, al inicio del recurso, el alumnado puede conocer e informarse sobre los diferentes elementos del laboratorio de cultivo celular con sólo colocar el puntero del ratón sobre los objetos que se visualizan en el laboratorio y cliqueando sobre ellos. Una vez reconocidos todos los elementos del laboratorio, se inicia la práctica a través del cliqueo del cuaderno de prácticas que se encuentra en la mesa del laboratorio de cultivos. Esta herramienta docente está formada por 18 pasos en total, donde el alumnado debe ir visualizando los vídeos y contestando a las diferentes preguntas y actividades para poder avanzar en las prácticas y conseguir así completar el informe con los resultados obtenidos en el ensayo. Las respuestas correctas puntúan positivamente, quedando registradas en un contador de color verde, y permiten avanzar en el recurso. Por el contrario, las respuestas incorrectas puntúan negativamente, registrándose en un contador de color rojo, e impiden el avance al siguiente paso. En este último caso, el alumnado puede volver a consultar los elementos de dicho paso para corregir su selección y, de esa forma, poder seguir avanzando en el recurso. También existe un contador que registra el tiempo empleado en total. Al finalizar la práctica, el alumnado deberá realizar una “captura” de pantalla con los resultados obtenidos (contador de respuestas correctas, contador de respuestas incorrectas y contador del tiempo) y adjuntar dicha captura con el informe de resultados en pdf que deberá rellenar y enviar al profesorado.

Es altamente aconsejable trabajar el recurso con un ordenador de sobremesa/portátil, ya que permite cargar de forma más rápida y eficiente los elementos. Aunque es posible su visualización y realización desde dispositivos móviles, la potencia técnica de los mismos podría dificultar su realización al no cargar correctamente los elementos.

El presente recurso está dirigido a estudiantes de la asignatura de Farmacología y Farmacoterapia I (4º curso del Grado en Farmacia y 5º curso del Doble Grado en Farmacia y Óptica y Optometría) y de la asignatura de Farmacología General (3º curso del Grado en Biomedicina Básica y Experimental). Farmacología y Farmacoterapia I se trata de una asignatura obligatoria que cuenta con una carga lectiva de 4.8 créditos teóricos y 1.2 créditos prácticos, mientras que Farmacología General es una asignatura obligatoria de 4.5 créditos teóricos y 1.5 créditos prácticos. Ambas asignaturas pretenden que los estudiantes alcancen un amplio conocimiento acerca de los mecanismos de acción, las acciones y propiedades de los fármacos, así como que comprendan las características de la terapia farmacológica actual y su desarrollo futuro. Para ello, entre sus objetivos comunes se encuentra el dar a conocer los principales métodos de investigación tanto en preclínica como en clínica. Este recurso será una herramienta de gran utilidad para ayudar al alumnado a comprender uno de los recursos más útiles en la investigación farmacológica preclínica, el cultivo celular.

No obstante, este recurso también puede ser de utilidad para otros Grados, como por ejemplo el Grado de Biología o el Grado de Medicina, en los cuales también un sector del alumnado se desarrolla profesionalmente por la vía de la investigación preclínica.

Por otra parte, la situación socio-sanitaria provocada por la pandemia debida al SARS-CoV-2 ha dejado claro la importancia de los recursos docentes digitales para poder mantener y asegurar el aprendizaje del alumnado cuando no sea posible la enseñanza presencial. En este sentido, ya se han llevado a cabo adaptaciones de la docencia práctica a laboratorios virtuales durante la pandemia [1],[2]. Por tanto, este recurso es una herramienta de gran utilidad tanto en docencia presencial como en docencia no presencial.

 

[1] Mahaffey AL. Chemistry in a cup of coffee: Adapting an online lab module for teaching specific heat capacity of beverages to health sciences students during the COVID pandemic. Biochem Mol Biol Educ. 2020. In press. doi: 10.1002/bmb.21439.

[2] Zhou C. Lessons from the unexpected adoption of online teaching for an undergraduate genetics course with lab classes. Biochem Mol Biol Educ. 2020. In press. doi: 10.1002/bmb.21400.

El objetivo principal de la Farmacología es obtener un conocimiento profundo de las acciones y propiedades de los fármacos en el organismo. Con este conocimiento se pretende una aplicación racional, segura y responsable de los medicamentos. Por ello, durante el estudio de una nueva sustancia con posible potencial terapéutico es necesaria la realización de diferentes ensayos que permitan obtener la mayor información posible para su posterior extrapolación a los pacientes[3]. Es aquí donde entra en juego la Farmacología experimental, la cual estudia las propiedades y acciones de una sustancia en estudio mediante modelos experimentales. Dentro de los distintos tipos de ensayos y experimentos que se pueden realizar, los cultivos celulares son una de las herramientas de más utilidad[4],[5], por ejemplo, en:

- Investigación básica de toxicidad: permiten conocer el grado de toxicidad de una sustancia antes de realizar ensayos en animales.

- Investigaciones farmacocinéticas, por ejemplo, el uso de células hepáticas para estudiar posibles rutas metabólicas de la sustancia en estudio.

- Ingeniería de proteínas: la producción de proteínas, como la insulina, en líneas celulares.

- Investigación preclínica en cáncer: el uso de cultivos celulares es el primer paso para evaluar la actividad anticancerosa de nuevos fármacos.

Por tanto, el conocimiento de los principios básicos del cultivo celular es necesario durante el aprendizaje de los estudiantes, tanto del Grado de Farmacia como del Grado de Biomedicina Básica y Experimental, ya que la investigación preclínica es una de las salidas profesionales de estos grados. Es por ello que este recurso pretende ser una herramienta que permita adquirir los conocimientos básicos del cultivo celular. Dada la complejidad de un laboratorio de cultivo y el limitado acceso de personal, esta herramienta permite el acceso a todos los estudiantes a un laboratorio de cultivo celular sin necesidad de presencialidad. Los estudiantes pueden explorar el laboratorio, identificando los diferentes instrumentos, materiales y reactivos necesarios para poder realizar un ensayo sencillo con cultivo celular. Cada elemento está acompañado de una descripción de sus funciones. Una vez identificados los elementos, los alumnos pueden realizar una práctica virtual en la cual evaluarán la actividad antiinflamatoria de un nuevo fármaco en estudio. Para ello, deben seguir una serie de pasos que incluyen la visualización de videos didácticos (los cuales explican procesos claves de las prácticas) y la realización de actividades (incluyendo los cálculos para preparar las diluciones de los reactivos, el conteo de células, etc.).

Por tanto, este recurso permite acceder a cualquier estudiante a un laboratorio de cultivos celulares y aprender de una manera dinámica y sencilla los conocimientos básicos de esta herramienta fundamental en la investigación preclínica.

 

[3] Lorenzo P, Moreno A, Leza JC, Lizasoaín I, Moro MA, Portolés A. Velazquez. Farmacología Básica y Clínica. 19 Ed. Editorial Médica Panamericana. Madrid. 2018.

[4]Helgason CD, Miller CL. Basic Cell Culture Protocols. 4 ed. Editorial Humana Press. Londres. 2013.

[5] Cultek. Documento de Aplicación: Cultivos Celulares. Cultek. Madrid. 2007.

Aunque el objetivo principal de esta herramienta es con fines docentes, puede tener aplicación en el campo de investigación preclínica al mostrar de manera sencilla los conceptos básicos del cultivo celular. Los equipos que se muestran en este recurso son de uso muy habitual en los cultivos celulares, los cuales son ampliamente utilizados en la industria farmacéutica.

Será interesante realizar una encuesta para valorar el impacto de este recurso como herramienta docente sobre los estudiantes de ambas asignaturas. Se pretende obtener datos sobre el rendimiento académico, la motivación y la comprensión de los contenidos por parte de los alumnos. Los resultados obtenidos se publicarán en una revista científica de docencia.