Avance de la diabetes: las células de páncreas encapsuladas podrían terminar con las inyecciones

Una nueva investigación muestra que al encapsularlas en un nuevo biomaterial, las células pancreáticas humanas implantadas pueden resistir el ataque del sistema inmune en ratones durante hasta 6 meses, mientras mantienen su capacidad de detectar niveles altos de azúcar en la sangre y producir insulina en respuesta.
Los investigadores encapsularon las células productoras de insulina en un nuevo biomaterial, derivado de alginatos aislados de algas marrones, que evade el ataque del sistema inmune.
Crédito de la imagen: Arturo J Vegas et al.

El logro, que acerca el día en que los pacientes con diabetes tipo 1 ya no necesitarán inyecciones diarias de insulina, está marcado por la publicación de dos artículos: uno en Medicina de la naturaleza que cubre las pruebas en ratones y el otro en Biotecnología de la naturaleza que cubre el desarrollo del biomaterial.

Los hallazgos son parte de los estudios en curso para desarrollar la terapia encapsulada de las células de los islotes para el tratamiento de la diabetes tipo 1.

La diabetes tipo 1 surge cuando el sistema inmune ataca las células de los islotes en el páncreas, destruyendo su capacidad de producir insulina, la hormona que el cuerpo usa para controlar la glucosa o el azúcar en la sangre.

Los pacientes con diabetes tipo 1 tienen que medir su nivel de glucosa varias veces al día e inyectarse insulina para evitar que suba demasiado.

Además de las molestias y restricciones a la vida cotidiana impuestas por las inyecciones de insulina regulares, es difícil lograr un control preciso de la glucosa en la sangre y conlleva un riesgo elevado de problemas médicos a largo plazo.

Los investigadores están trabajando en formas de mejorar los tratamientos para la diabetes tipo 1. Una de ellas es reemplazar las células de los islotes destruidas en el páncreas por células sanas que pueden restablecer la monitorización de la glucosa y la liberación de insulina.

Sin embargo, aunque esto ya se ha intentado en cientos de pacientes, el éxito está limitado por el hecho de que tienen que tomar medicamentos inmunosupresores de por vida porque su sistema inmunitario todavía ve las células implantadas como enemigos y los ataca.

Desafía a encontrar un biomaterial que evada el sistema inmune

En los nuevos documentos, investigadores del Massachusetts Institute of Technology y la Harvard University en Cambridge, Massachusetts, así como del Boston Children's Hospital y otros centros sugieren que encapsular las células de los islotes en un nuevo biomaterial que desarrollen podría superar el ataque inmune problema.

Una tecnología para producir células de islotes humanos en grandes cantidades a partir de células madre fue desarrollada por el profesor de Harvard Douglas Melton, un autor de la Medicina de la naturaleza papel.

El nuevo biomaterial es un derivado de alginato, un material originalmente aislado de algas marrones.

Los investigadores han descubierto que es posible usar geles de alginato para encapsular células sin dañarlas. También es posible hacer que los geles permitan que moléculas como el azúcar y las proteínas se muevan a través de ellos, de modo que las células encapsuladas puedan detectar y responder a los cambios biológicos.

Sin embargo, en pruebas donde implantaron cápsulas de gel en primates y humanos, los investigadores descubrieron que las superficies de la cápsula eventualmente se cubren con tejido cicatricial, impidiendo el paso de las moléculas y la efectividad de cualquier dispositivo encapsulado.

En el Biotecnología de la naturaleza En papel, el equipo describe cómo experimentaron con muchas versiones diferentes de alginato, como lo explica el primer autor Arturo Vegas, anteriormente con el MIT y el Boston Children's Hospital y ahora profesor asistente en la Universidad de Boston:

"Hicimos todos estos derivados de alginato mediante la unión de diferentes moléculas pequeñas a la cadena de polímero, con la esperanza de que estas pequeñas modificaciones moleculares de alguna manera le den la capacidad de evitar el reconocimiento por el sistema inmune".

Las células de los islotes encapsuladores los mantuvieron funcionando durante 6 meses

Después de analizar cientos de derivados de alginato, los investigadores decidieron sobre el dióxido de triazol-tiomorfolina (TMTD) y lo probaron en ratones diabéticos con un sistema inmune fuerte. Ellos implantaron células de islotes humanos encapsuladas 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, implantándolo en las cavidades abdominales de primates no humanos. Las cápsulas duraron al menos 6 meses sin acumular tejido cicatricial.

Cuando investigaron por qué el nuevo biomaterial funciona tan bien, el equipo descubrió que la presencia del anillo de triazol, compuesto por dos átomos de carbono y tres átomos de nitrógeno, puede interferir con la capacidad del sistema inmune de reconocer el material como extraño.

Sarah Johnson, directora de política y comunicación del Reino Unido en JDRF, una organización benéfica de diabetes tipo 1 que financió en parte la investigación, dice:

"Es significativo ver un estudio de esta duración resultados tan prometedores. Si este estudio puede ser replicado en humanos, entonces un día podríamos potencialmente liberar a las personas con diabetes tipo 1 de una vida de inyecciones de insulina".

Los informes de este trabajo siguen a la publicación de otro estudio Noticias médicas hoy se enteró recientemente de que los investigadores crearon células pancreáticas que producen insulina a partir de células de la piel humana. El estudio también presenta avances significativos en la reprogramación celular que debería conducir a la capacidad de fabricar trillones de células diana de forma controlada.

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