Los trasplantes debajo de la piel son prometedores para la diabetes tipo 1

En teoría, el trasplante de células productoras de insulina en el cuerpo debería funcionar como un tratamiento para la diabetes tipo 1. Sin embargo, en la práctica, los investigadores se enfrentan a muchos desafíos, especialmente en la búsqueda de un entorno no hostil para las células. Ahora, un nuevo estudio describe un enfoque de ingeniería de tejidos que puede crear un entorno adecuado debajo de la piel.
Los investigadores dicen que implantar células productoras de insulina debajo de la piel podría ser un tratamiento efectivo para la diabetes tipo 1.

En el diario Procedimiento de la Academia Nacional de Ciencias, investigadores del Instituto de Biomateriales e Ingeniería Biomédica (IBBME) de la Universidad de Toronto en Canadá describen cómo desarrollaron y probaron su método de trasplante subcutáneo en un modelo murino de diabetes tipo 1.

Una característica importante del estudio es que el método de trasplante utiliza ingeniería de tejidos para generar vasos sanguíneos que se integran con el suministro de sangre del huésped.

Las células productoras de insulina son muy sensibles a la falta de oxígeno y el suministro inadecuado de sangre es un problema que ha obstaculizado los intentos previos de trasplantarlas.

La diabetes tipo 1 destruye las células de los islotes

La diabetes es una enfermedad crónica que se desarrolla cuando el cuerpo no puede detener el azúcar en la sangre o la glucosa demasiado alta.

Si no se trata, un nivel alto de azúcar en la sangre o hiperglucemia, daña muchas partes del cuerpo, incluidos el corazón, los riñones, los ojos, los nervios y los vasos sanguíneos.

La insulina, una hormona que se produce en el páncreas, es el principal regulador del azúcar en la sangre del organismo. Ayuda a las células a absorber el azúcar y usarlo como energía.

En las personas con diabetes tipo 1, su sistema inmune destruye las células de los islotes en el páncreas que producen insulina. En la diabetes tipo 2, el cuerpo produce insulina pero no puede usarla de manera efectiva.

Hay aproximadamente 30.3 millones de personas que viven con diabetes en los Estados Unidos. La diabetes tipo 1, que representa alrededor del 5 por ciento de la diabetes, con mayor frecuencia se diagnostica en la infancia o durante la adolescencia y la adultez joven.

Actualmente no hay cura para la diabetes tipo 1 y, hasta el momento, nadie sabe cómo prevenirla. Las personas con la enfermedad necesitan inyecciones diarias de insulina para sobrevivir.

Retos del trasplante de células de los islotes

El trasplante de células de islotes de donantes se considera un enfoque prometedor para tratar la diabetes tipo 1. Sin embargo, dónde trasplantarlos en el cuerpo y cómo ayudarlos a sobrevivir está demostrando ser un gran desafío para los investigadores.

Alexander Vlahos, autor principal del nuevo estudio y Ph.D. candidato en IBBME, dice que, "los islotes pancreáticos están dispersos por todo el páncreas entre otras células pancreáticas que secretan enzimas digestivas".

"Esto hace que sea poco práctico tratar de administrar islotes al páncreas: lo más probable es que se lo entregue a una región del páncreas que está secretando estas enzimas", explica.

Otros sitios, como el hígado o la cavidad abdominal, son igualmente inadecuados. Sus entornos "hostiles" pronto dañarán las células. Por ejemplo, en los trasplantes en la vena porta del hígado, alrededor del 60 por ciento de las células mueren en las primeras 48 horas.

Para garantizar que sobrevivan suficientes células, el trasplante requiere un volumen tan grande de células que el paciente requeriría células de islotes de varios donantes.

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Por lo tanto, explican los investigadores, existe la necesidad de "un sitio de trasplante menos hostil que sea tanto mínimamente invasivo como capaz de soportar un gran volumen de trasplante".

La piel no solo cumple con estos requisitos, sino que también es accesible y "hace que el trasplante de islotes sea mucho más manejable, especialmente si el paciente responde negativamente a las células del donante", dice Vlahos.

Células de islotes integradas en módulos de tejido

Para su estudio, el equipo tomó células de islotes pancreáticos sanos de ratas y los incrustó en módulos de ingeniería de tejidos hechos de "cilindros de colágeno recubiertos con células endoteliales".

Luego implantaron los módulos debajo de la piel de los ratones que se habían criado como un modelo animal de diabetes tipo 1.

Las células de los islotes trasplantadas, integradas en los módulos de ingeniería de tejidos, restauraron y mantuvieron el control de la glucosa en los ratones diabéticos tipo 1 durante 21 días.

Un número equivalente de células de islotes trasplantadas sin incrustarlas en módulos diseñados con tejidos no tuvo efecto sobre el control de la glucosa.

Cuando examinaron el sitio del trasplante, los investigadores encontraron que los islotes implantados estaban rodeados por nuevos vasos sanguíneos que se integraban con el suministro de sangre del huésped. Señalan que esta es la primera vez que esto sucede en los trasplantes de islotes subcutáneos.

El equipo sugiere que, si bien el estudio es un paso adelante en el uso de debajo de la piel como sitio de trasplante para los tratamientos de diabetes tipo 1, también ofrece una nueva forma de explorar la "vascularización" o generar un suministro sanguíneo suficiente en los trasplantes de islotes.

"Los islotes pancreáticos comprenden aproximadamente el 1 por ciento del páncreas, pero requieren del 15 al 20 por ciento del flujo de sangre al órgano. Necesitamos garantizar un flujo sanguíneo adecuado a los islotes para que esto funcione".

Alexander Vlahos

El equipo también planea tratar de inyectar células de islotes en sitios donde hayan utilizado la ingeniería de tejidos para desarrollar una buena red de suministro de sangre de antemano.