Una nueva investigación muestra que al encapsular en un nuevo biomaterial, células pancreáticas humanas implantes pueden soportar el ataque del sistema inmune en los ratones durante un máximo de 6 meses, mientras que mantienen su capacidad de detectar niveles bajos de azúcar en la sangre y producir insulina en respuesta.
El logro – que trae más cerca el día en que pacientes con diabetes tipo 1 ya no necesitarán inyecciones diarias de insulina – está marcada por la publicación de dos artículos: uno en la revista Nature Medicine que cubre las pruebas en ratones y el otro en Nature Biotechnology que cubre el desarrollo del biomaterial.
Los hallazgos son parte de los estudios en curso para desarrollar la terapia de células de los islotes encapsulados para el tratamiento de la diabetes tipo 1.
La diabetes tipo 1 se presenta cuando el sistema inmunológico ataca las células de los islotes del páncreas, destruyendo su capacidad de producir insulina, la hormona que el cuerpo utiliza para controlar la glucosa o azúcar en la sangre.
Los pacientes con diabetes tipo 1 tienen que medir su nivel de glucosa varias veces al día y de inyectarse con insulina para detener que este sea demasiado alto.
Además de las molestias y la restricción a la vida diaria impuesta por inyecciones regulares de insulina, un control preciso de la glucosa en la sangre es difícil de lograr y conlleva un riesgo elevado de problemas médicos de largo plazo.
Los investigadores están trabajando en maneras de mejorar los tratamientos para la diabetes tipo 1. Una de ellas es reemplazar las células de los islotes en el páncreas destruidas con las células sanas que pueden restaurar la monitorización de la glucosa y la liberación de insulina.
Sin embargo, aunque esto ya se ha probado en cientos de pacientes, el éxito está limitado por el hecho de que tienen que estar de por vida dependientes de fármacos inmunosupresores debido a que su sistema inmunológico todavía ve las células implantadas como enemigas y las ataca.
Biomaterial de que evade el sistema inmune
En los nuevos documentos, los investigadores – desde el Instituto de Tecnología de Massachusetts y la Universidad de Harvard en Cambridge, MA, así como del Hospital de Niños de Boston y otros centros – sugieren que al encapsular las células de los islotes en un nuevo biomaterial que desarrollaron podría superar el problema del ataque inmune.
Una tecnología para la producción de células de los islotes humanos en un gran número de células madre fue desarrollado por el profesor de Harvard Douglas Melton, un autor del artículo de Nature Medicine.
El nuevo biomaterial es un derivado de alginato, un material aislado originalmente de algas pardas.
Los investigadores han encontrado que es posible utilizar geles de alginato para encapsular las células sin dañarlas. También es posible hacer que los geles permiten a las moléculas como el azúcar y proteínas moverse a través de ellos, por lo que las células encapsuladas puede detectar y responder a los cambios biológicos.
Sin embargo, en pruebas donde se implantan cápsulas de gel en primates y seres humanos, los investigadores encontraron que las superficies de la cápsula finalmente se cubren en el tejido de la cicatriz, impidiendo el paso de moléculas y la eficacia de los dispositivos encapsulados.
En el artículo de Nature Biotechnology, el equipo describe cómo experimentaron con un montón de diferentes versiones de alginato, como primer autor Arturo Vegas, anteriormente con el Hospital de MIT y Boston Children y ahora un profesor asistente en la Universidad de Boston, explica:
«Hicimos todos estos derivados de alginato uniendo diferentes moléculas pequeñas a la cadena de polímero, con la esperanza de que estas pequeñas modificaciones de la molécula de algún modo darle la capacidad de prevenir el reconocimiento por el sistema inmune.»
Encapsular células de los islotes, estas trabajaran durante 6 meses
Después de tamizar a través de cientos de derivados de alginato, los investigadores establecieron el dióxido de triazol tiomorfolina (TMTD) y lo probaran en ratones diabéticos con un sistema inmune fuerte. Se implantaron células de los islotes humanos encapsulados en TMTD en la cavidad abdominal de los animales.
Las células implantadas inmediatamente comenzaron a producir insulina en respuesta a los niveles de glucosa en sangre y continuaron haciéndolo durante 174 días, todo el período del estudio.
Los investigadores también probaron el nuevo biomaterial – en forma de cápsulas vacías – implantando en las cavidades abdominales de los primates no humanos. Las cápsulas duraron al menos 6 meses sin acumular tejido de la cicatriz.
Cuando se investigó por qué el nuevo biomaterial funciona tan bien, el equipo descubrió que la presencia del anillo de triazol – que comprende dos átomos de carbono y tres átomos de nitrógeno – puede interferir con la capacidad del sistema inmune en reconocer el material como extraño.
Sarah Johnson, directora británica de política y la comunicación en la JDRF, una fundacion para la diabetes tipo 1 que financió parte la investigación, dice:
«Es importante ver a un estudio de esta longitud de retorno resultados tan prometedores. Si este estudio puede ser replicado en los seres humanos entonces un día vamos a tener a personas potencialmente libres de la diabetes tipo 1.
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