Este páncreas artificial controla la diabetes tipo 1
El enfoque tiene el potencial de mejorar el éxito de las terapias de reemplazo de células para ayudar a muchos pacientes con diabetes tipo 1 a manejar esta enfermedad.
Más de 40 millones de personas en todo el mundo se ven afectadas por la diabetes mellitus tipo 1 (T1D), una enfermedad autoinmune en la que el sistema inmunológico destruye las células productoras de insulina en el páncreas.
En la actualidad, existen varios métodos de tratamiento nuevos y emergentes para la diabetes tipo 1, incluidos los dispositivos de macroencapsulación (MED), compartimentos diseñados para albergar y proteger las células secretoras de insulina.
Como una armadura, los MED protegen a las células dentro del ataque del sistema inmunológico del huésped mientras permiten que los nutrientes entren y salgan para que las células puedan continuar sobreviviendo. Pero los MED tienen varias limitaciones y la ampliación de dichos dispositivos para su uso en humanos ha sido un desafío.
Un equipo de investigadores del Hospital Brigham and Women de Boston, en colaboración con colegas de la Universidad de Harvard y la Facultad de Medicina de la Universidad de Massachusetts, ambos en EE.UU., ha diseñado un MED mejorado (ceMED), que puede bañar continuamente a las células en los nutrientes que necesitan y mejorar la capacidad de carga celular, al tiempo que aumenta la supervivencia celular, la sensibilidad a la glucosa y secreción oportuna de insulina.
En modelos preclínicos, el ceMED respondió rápidamente a los niveles de azúcar en sangre dentro de los dos días posteriores a su implantación. Los resultados se publican en «PNAS».
«Gracias a los avances recientes, nos estamos acercando cada vez más a tener una fuente ilimitada de células similares a que pueden responder a la glucosa secretando insulina, pero el próximo desafío es hacer que esas células ingresen al cuerpo de una manera mínimamente invasiva y tendrá longevidad con una función máxima», afirma el Jeff Karp, investigador principal y presidente distinguido en anestesiología clínica, perioperatoria y medicina del dolor. «Nuestro dispositivo demostró una viabilidad celular mejorada y un retraso mínimo después del trasplante. Es una sólida prueba de concepto preclínica para este sistema».
Los MED actuales dependen de la difusión: los nutrientes se difunden a través de la membrana externa del dispositivo y solo algunas células pueden recibir nutrientes y oxígeno y, a su vez, secretar insulina. El ceMED fue diseñado para proporcionar nutrientes a través de un flujo continuo de líquido a las células encapsuladas, permitiendo que múltiples capas de células crezcan y sobrevivan.
El dispositivo ofrece muchas ventajas sobre las bombas de insulina convencionales y permite que las células secreten insulina a demanda y dejen de secretar insulina rápidamente a medida que disminuyen los niveles de glucosa en sangre. En modelos de roedores de diabetes tipo 1, el ceMED mejoró la supervivencia y las secreciones de insulina de las células y comenzó a disminuir el nivel de glucosa en sangre tan pronto como dos días después del trasplante.
«El dispositivo ceMED tiene el potencial de ser un sistema autónomo que no requeriría el llenado y reemplazo constante de los cartuchos de insulina», explica el autor principal, Kisuk Yang, de la Universidad Nacional de Incheon en Corea del Sur.
«Debido a su capacidad de respuesta, este dispositivo y un enfoque novedoso de flujo mejorado podrían ser particularmente útiles para los diabéticos 'frágiles', personas cuya diabetes produce cambios impredecibles en los niveles de azúcar en sangre», agrega Eoin O'Cearbhaill, del University College Dublin (Irlanda).
El equipo señala las direcciones futuras que deberán seguirse para llevar el dispositivo a la clínica, incluida la ampliación de la capacidad de carga celular y la optimización del sistema de flujo perfundido para uso humano.
«En general, estos resultados destacan las ventajas significativas de ceMED sobre los dispositivos basados en difusión existentes, incluida la supervivencia celular mejorada, la encapsulación fibrosa reducida que puede comprometer la funcionalidad con el tiempo y velocidades de activación y desactivación más rápidas para la secreción de insulina», dijo Karp.
«Este enfoque tiene el potencial de mejorar el éxito de las terapias de reemplazo de células para ayudar a muchos pacientes con diabetes Tipo 1 a manejar esta enfermedad», concluyen.
