En un futuro no muy lejano, las nanopartículas que se administran a las células inmunitarias de un paciente con cáncer podrían enseñar a las células a destruir tumores. Una vacuna contra la gripe podría verse y sentirse como aplicar un pequeño vendaje redondo en la piel.
Estos son ejemplos de cómo los biomateriales innovadores podrían mejorar las vacunas contra el VIH y otras enfermedades infecciosas e inmunoterapias para pacientes con cáncer o atenuar las respuestas en los trastornos autoinmunitarios, las alergias y los receptores de órganos trasplantados. El 14 de diciembre aparece una revisión de estos esfuerzos en la revista Tendencias en inmunología .
El bioingeniero Christopher Jewell y el cirujano de trasplantes e inmunólogo Jonathan Bromberg, ambos de la Universidad de Maryland, se unieron para resaltar los usos potenciales de proteínas, lípidos y partículas de polímero como portadores de administración nuevos y mejorados en vacunas e inmunoterapias.
"Esta es una forma completamente nueva de pensar sobre cómo, dónde y cuándo enviar señales inmunes y antígenos para obtener una respuesta inmunitaria mucho mejor", dice Bromberg, profesor de cirugía y microbiología e inmunología en la Universidad de Maryland.escuela y coautor principal. "Está permitiendo algunos cambios de paradigma reales en el pensamiento sobre las vacunas para el tratamiento y la prevención de enfermedades infecciosas, y también para las posibles vacunas contra el cáncer".
En el cáncer, las estrategias incluyen la modificación de células inmunitarias especializadas células T con nanopartículas que proporcionan un modelo para destruir las células cancerosas. En enfermedades autoinmunes como la esclerosis múltiple, los investigadores están explorando formas de utilizar partículas de polímero que transportan combinaciones específicas de señales inmunitariaspara desactivar las células inmunes que funcionan mal que atacan a las células sanas.
Jewell, profesor asociado en el Departamento de Bioingeniería de Fischell y coautor principal, señala que muchas de estas ideas aún se encuentran en la etapa preclínica y deberán compararse con las tecnologías existentes. Parches de microagujas para vacunas contra la influenza, por ejemplo, recientemente demostró ser segura y efectiva en un ensayo clínico en humanos; muchos de los que la probaron la prefirieron a una vacuna tradicional contra la gripe.
El parche, incrustado con agujas casi invisibles, administra la vacuna a las células inmunitarias justo debajo de la superficie de la piel sin dolor, visitas médicas o jeringas. Los parches no requieren refrigeración, lo que podría expandir el alcance y la seguridad de las vacunas en los países en desarrollo.Los parches también reducen los desechos médicos generados por las jeringas y puedes aplicarlos en casa.
Las vacunas suelen ser una mezcla de dos componentes críticos: el antígeno, que permite el reconocimiento específico de un microbio, y los adyuvantes, que activan las células inmunitarias. Los biomateriales pronto pueden entregar adyuvantes que aumentan y alargan la eficacia de las vacunas y minimizan la cantidad dematerial extraño en el cuerpo. La carga y liberación controladas de los andamios degradables podría ayudar a eliminar la necesidad de varias vacunas.
Un inmunólogo de trasplantes, Bromberg busca nuevas formas de prevenir el rechazo de órganos. Está intrigado por la posibilidad de vacunas inmunosupresoras que inhiben la respuesta inmune. Los inmunomoduladores que modifican o debilitan el sistema inmunológico también pueden reducir la inflamación causada por alergias y / o trastornos autoinmunes enque el sistema inmunológico del cuerpo ataca a sus propias células.
Ciertos biomateriales incluso parecen activar directamente las vías inmunitarias por sí mismos y sirven de manera efectiva como portadores y adyuvantes. Esto podría conducir a materiales de próxima generación que controlen activamente las respuestas del cuerpo a los antígenos o la inmunoterapia.
"Ahora tenemos la oportunidad de que el portador manipule el sistema inmunológico en función de la estructura, proporcionando una ruta adicional para diseñar la respuesta inmunitaria más eficaz", dice Jewell.
Este trabajo es apoyado en parte por la National Science Foundation, la National Multiple Sclerosis Society, la Damon Runyon Foundation y la Juvenile Diabetes Research Foundation.
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