Páncreas bioartificial mejorado para tratamiento de personas con diabetes tipo 1

Un artículo de la revista The Proceedings of the National Academy Sciences; señala que un equipo de científicos del Brigham and Women´s Hospital; en cooperación con profesores de la Facultad de Medicina de Massachusetts y la Universidad de Harvard, en los Estados Unidos. Ha logrado diseñar un páncreas bioartificial mejorado que permitirá a los pacientes con diabetes tipo 1 tener acceso a un tratamiento más eficaz y rápido.

Debido a los últimos avances, la ciencia cada vez se encuentra más cerca de acceder a una fuente ilimitada de células del tipo beta; las cuales permitirían una respuesta a la glucosa produciendo insulina.

Los dispositivos de macroencapsulación ayudan a la protección de las células secretoras de insulina

Se conoce que cerca de 40 millones de personas sufren TID (diabetes mellitus tipo 1) en todo el mundo. Esta es una enfermedad autoinmune en la cual las células beta segregadoras de insulina desde el páncreas son eliminadas por el sistema inmunitario del paciente.

Actualmente, hay varias formas de tratamientos emergentes para la diabetes mellitus tipo 1. Como pueden ser los DEM (dispositivos de macroencapsulación), los cuales están diseñados para alojar y proteger las células encargadas de segregar insulina.

Actuando como una armadura, los DEM se encargan de proteger de los ataques (del propio sistema inmunitario del paciente) a las células de su interior; y al mismo tiempo permiten la entrada y salida de los nutrientes que aseguran que dichas células puedan sobrevivir.

Páncreas bioartificial mejorado por convección

Sin embargo, los DEM tiene muchas limitaciones y el ampliar estos dispositivos para ser utilizado en humanos se ha convertido en todo un reto. En la actualidad los científicos han logrado diseñar un DEM mejorado por convección, ceDEM (un páncreas bioartificial); el cual puede cubrir constantemente las células con nutrientes que estas requieren, a la vez que mejora la capacidad de carga de células. Además, que permite aumentar la supervivencia celular, la producción a tiempo de insulina y la sensibilidad a la glucosa.

En este sentido, en los modelos preclínicos, el ceDEM logró responder muy rápido a las cantidades de glucosa presentes en la sangre a los 2 días de haberse implantado.

Páncreas bioartificial, un suministro ilimitado de células beta

Por su parte, el doctor Jeff Karp, autor e investigador principal del estudio; y también reconocido docente de Anestesiología Clínica, del Dolor y Medicina Perioperatoria. Declaró que, a causa de los avances más recientes, se está ahora mismo cada vez más de cerca de contar con un suministro ilimitado de células beta.

Este tipo de células pueden reaccionar a la glucosa produciendo insulina. Pero, el reto mayor sería introducir dichas células en el organismo lo menos invasivamente posible; y además lograr que lleguen a una longevidad con una máxima función.

Agregó Karp, que el dispositivo logró demostrar una mayor viabilidad celular y un mínimo retraso luego del trasplante. Esto representa una prueba preclínica sólida de concepto para este modelo.

El páncreas bioartificial posee dos cámaras para facilitar la protección de las células

Los actuales DEM suelen ser muy dependientes de la difusión, los nutrientes son difundidos por medio de la membrana de afuera del mecanismo y solamente cierta cantidad de células pueden aprovechar el oxígenos y los nutrientes, y al mismo tiempo secretar insulina.

Por su parte, el ceDEM fue diseñado para lograr llevar los nutrientes a través de la convección por medio de un tránsito constante de fluido a las células que están encapsuladas. Lo que permite que varias capas de células se desarrollen y logren sobrevivir. El modelo del equipo posee dos cámaras, una de ellas para el equilibrio (EqC), la cual se encarga de recoger nutrientes del entorno; y la segunda cámara (CC), es la encargada de alojar las células ya protegidas.

La primera cámara, EqC, se encuentra envuelta en politetrafluoroetileno (una membrana un poco permeable porosa que deja la entrar a los fluidos). Además de una membrana adicional interior que envuelve al implante. La fibra porosa que permite que la glucosa y la insulina transiten libremente; sin embargo, no deja que entren las moléculas inmunitarias clave que pudieran combatir a las células que están encapsuladas.

De la aplicación de células madre a la macroencapsulación mejorada por convección

Doug Melton, coautor del estudio y miembro del Departamento de Biología Regenerativa y Células Madre de Harvard; explicó que, la aplicación de pequeñas islas derivadas de células madre destinadas al tratamiento de diabetes autoinmune se ha pasado ahora al punto de hallar un mecanismo para la protección de las células del ataque inmunológico y lograr maximizar sus posibilidades de supervivencia y funcionamiento después del trasplante. Y agregó que, la macroencapsulación mejorada por medio de la convección, pudiera servir para lograr con estos objetivos.

El ceDEM brinda muchas ventajas con relación a las bombas tradicionales que proporcionan insulina. Además, permite a las células producir insulina según la demanda y parar cuando disminuyan los niveles de azúcar en la sangre. El dispositivo tiene las posibilidades de convertirse en un sistema autónomo que no necesitaría la constante reposición de contenedores de insulina”. Afirmó Kisuk Yang, coautor del estudio y docente de la División de Bioingeniería de la Univ. Nac. de Incheon de Corea del Sur.

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