Revista Farmabiotec Número 23

#23 farmaBIOTEC 49 y el mantenimiento de la integridad de la barrera intesti - nal. Cuando se produce disbiosis, estas funciones se ven alteradas, lo que se ha asociado a una amplia variedad de patologías, incluyendo obesidad, diabetes tipo 2, enferme - dades inflamatorias intestinales y alteraciones del estado de ánimo. Disbiosis, metabolismo y salud cognitiva: el eje microbiota–intestino–cerebro Más allá de su relación con las patologías metabólicas, la disbiosis intestinal ha cobrado especial relevancia por su implicación en la salud cognitiva. A través del denomi - nado eje microbiota–intestino–cerebro, los metabolitos producidos por la microbiota intestinal pueden influir en la función del sistema nervioso central mediante mecanis - mos neuroendocrinos, inmunitarios y metabólicos. Entre los metabolitos de mayor interés se encuentran los ácidos grasos de cadena corta (AGCC), así como neu - rotransmisores o neuromoduladores producidos directa o indirectamente por la microbiota, como el ácido γ ami - nobutírico (GABA), la serotonina, la dopamina o la acetil - colina. Alteraciones en estos perfiles metabólicos se han asociado a procesos de neuroinflamación, cambios en la plasticidad neuronal y deterioro de la función cognitiva, reforzando la disbiosis intestinal como una diana terapéu - tica emergente en el ámbito de la salud mental. Limitaciones de los modelos tradicionales y necesidad de NAMs El estudio de la disbiosis intestinal y su impacto sisté - mico ha estado históricamente condicionado por el uso de modelos animales y cultivos celulares bidimensionales. Aunque estas aproximaciones han contribuido al cono - cimiento básico, presentan limitaciones importantes en términos de predictividad, reproducibilidad y traslación a humanos. En este escenario, las New Alternative Methodologies (NAMs) surgen como una respuesta tecnológica y estra - tégica a la necesidad de modelos más humanamente rele - vantes, alineados con los principios de las 3Rs (reemplazo, reducción y refinamiento) y con las tendencias impulsadas por agencias regulatorias como EMA y FDA, que promue - ven el uso de modelos innovadores capaces de mejorar la toma de decisiones en fases tempranas del desarrollo farmacológico. Microfluídica y organ on chip como plataformas clave on chip como plataformas clave Los dispositivos basados en microfluídica, como los sistemas organ- on-chip, permiten recrear microentornos fisiológicos complejos mediante el control preciso del flujo, los gradientes fisicoquímicos y las interacciones celulares. En el ámbito gastrointestinal, los modelos gut -on -chip per - miten simular la barrera intestinal y la mucosa bajo condi - ciones dinámicas, superando las limitaciones de los siste - mas estáticos convencionales onchiponchiponchiponchip on chip on chip La integración de estos dispositivos con modelos de simulación gastrointestinal y con modelos celulares avan - zados permite avanzar hacia plataformas híbridas capa - ces de reproducir interacciones funcionales complejas entre microbiota y hospedador, con un alto valor para la investigación preclínica. ColonSim, MiniGutSim y NanoGutSim (AINIA): modelos integrados y miniaturizados para screening y early decision making En este contexto tecnológico se sitúa ColonSim, un modelo integrado desarrollado por AINIA para la simula - ción dinámica del tracto gastrointestinal y la fermentación colónica. Este sistema permite reproducir de forma con - trolada distintos estados de equilibrio y disbiosis intestinal, manteniendo condiciones dinámicas de pH, tiempo de tránsito y disponibilidad de sustratos, lo que lo convierte en una herramienta de referencia para estudios mecanísticos y de validación funcional. ColonSim genera digeridos colónicos y perfiles meta - bólicos representativos del metabolismo microbiano, que pueden ser utilizados para estudios posteriores en mode - los celulares y neuronales. Este enfoque permite avanzar desde una caracterización descriptiva de la microbiota hacia una evaluación funcional de los metabolitos micro - bianos y de su impacto biológico, especialmente relevante en fases de optimización y validación preclínica. De forma complementaria, AINIA ha desarrollado modelos avanzados y miniaturizados de simulación Medicina de precisión