Al indicar a las células clave del sistema inmunitario que acepten islotes trasplantados que producen insulina, los investigadores han abierto una vía potencialmente nueva para tratar la diabetes tipo 1. Si el enfoque finalmente tiene éxito en humanos, podría permitir el tratamiento de la diabetes tipo 1 sin un largo tiempoa largo plazo de la supresión del sistema inmune.
La técnica, informada el 4 de junio en la revista Materiales de la naturaleza , utiliza partículas de hidrogel sintéticas microgeles para presentar una proteína conocida como el ligando Fas FasL a las células efectoras T del sistema inmune junto con los islotes pancreáticos que se están trasplantando. La proteína FasL "educa" a las células efectorascomo perros guardianes del sistema inmunitario, lo que hace que acepten el injerto sin rechazo durante al menos 200 días en un modelo animal.
Las partículas presentadoras de FasL simplemente se mezclan con los islotes vivos antes de ser trasplantadas a los ratones, que sufren de diabetes inducida químicamente. Los investigadores creen que los hidrogeles presentadores de FasL no necesitarían ser personalizados, lo que podría permitir un "apagado""terapia" para los islotes trasplantados.
Investigadores del Instituto de Tecnología de Georgia, la Universidad de Louisville y la Universidad de Michigan colaboraron en el trabajo, que fue apoyado por la Juvenile Diabetes Research Foundation y los National Institutes of Health. Un estudio de seguimiento que prueba el enfoque en primates no humanosya ha comenzado.
"Hemos podido demostrar que podemos crear un biomaterial que interrumpe el deseo del cuerpo de rechazar el trasplante, sin requerir que el receptor permanezca en inmunosupresión estándar continua", dijeron Haval Shirwan, Dr. Michael y Joan Hamilton.Catedrático de Enfermedades Autoinmunes en la Facultad de Medicina de la Universidad de Louisville y director del Programa de Inmunomodulación Molecular en el Instituto de Terapéutica Celular de la universidad ". Anticipamos que estudios posteriores demostrarán un uso potencial para muchos tipos de trasplantes, incluyendo médula ósea y órganos sólidos."
En los Estados Unidos, aproximadamente 1.25 millones de personas tienen diabetes tipo 1, que es diferente de la diabetes tipo 2 más común. La diabetes tipo 1 es causada por la destrucción del sistema inmune de las células de los islotes pancreáticos que producen insulina en respuesta a los niveles de glucosa.El tratamiento implica la inyección frecuente de insulina para reemplazar lo que los islotes ya no producen. No existe una cura a largo plazo para la enfermedad, aunque las personas con diabetes tipo 1 han sido tratadas experimentalmente con trasplantes de células de los islotes, que casi siempre fallan después de unos años.incluso con una fuerte supresión del sistema inmune.
"Los medicamentos que permiten el trasplante de las células de los islotes son tóxicos para ellos", dijo Andrés García, Presidente de Rae S. y Frank H. Neely y Profesor de Regentes en la Escuela de Ingeniería Mecánica George W. Woodruff de Georgia Tech. "Clínicalos ensayos con trasplante de islotes mostraron efectividad, pero después de unos años, los injertos fueron rechazados. Hay muchas esperanzas para este tratamiento, pero simplemente no podemos obtener una mejoría constante ".
Entre los problemas, dijo García, está la toxicidad para las células de los islotes debido a la supresión del sistema inmunitario, que también hace que los pacientes sean más susceptibles a otros efectos adversos como infecciones y tumores. Otros investigadores están explorando técnicas para proteger los islotes de los ataques, perohasta ahora no ha tenido éxito
La investigación informó en Materiales de la naturaleza adopta un enfoque totalmente diferente. Al presentar la proteína FasL, que es un regulador central de las células del sistema inmunitario, los investigadores pueden evitar que el sistema inmunitario ataque las células. Una vez que reciben educación en el momento del trasplante, las célulasparece que retienen su aceptación de las células de los islotes trasplantados mucho después de que FasL haya desaparecido.
"En el momento del trasplante, tomamos los islotes que se cosechan de los cadáveres y simplemente los mezclamos con nuestras partículas en la sala de operaciones y se los entregamos al animal", explicó García. "No tenemos que modificar los islotes osuprimir el sistema inmune. Después del tratamiento, los animales pueden funcionar normalmente y se curan de la diabetes mientras retienen su funcionamiento completo del sistema inmune ".
Los hidrogeles pueden prepararse hasta dos semanas antes del trasplante, y pueden usarse con cualquier célula de islote. "El avance técnico clave es la capacidad de hacer que este material induzca la aceptación inmune que simplemente se puede mezclar con los islotes yentregado. Podemos fabricar el biomaterial en nuestro laboratorio y enviarlo a donde se realizará el trasplante, lo que podría convertirlo en un producto terapéutico estándar ".
En los ratones experimentales, los islotes se implantaron en los riñones y en una almohadilla de grasa abdominal. Si el tratamiento finalmente se usa en humanos, los islotes y el biomaterial probablemente se colocarían por vía laparoscópica en el epiplón, un tejido con vasculatura significativa que se encuentrasimilar a la almohadilla de grasa en ratones. El laboratorio de García ha demostrado previamente que puede estimular el crecimiento de los vasos sanguíneos en las células de los islotes trasplantados en este tejido en ratones.
En el trabajo futuro, los investigadores quieren ver si la aceptación del injerto se puede retener en sistemas inmunes más complejos y por períodos más largos de tiempo. Al reducir el daño a los islotes de cadáveres, la nueva técnica puede expandir el número depacientes que pueden ser tratados con células donantes disponibles.
El laboratorio de García utiliza partículas de hidrogel de polímero que tienen aproximadamente 150 micras de diámetro, aproximadamente el mismo tamaño que las células de los islotes. Diseñan las partículas para capturar el FasL, una nueva proteína recombinante desarrollada por Shirwan y Esma S. Yolcu, profesora asociadade microbiología e inmunología en la Universidad de Louisville, en la superficie de la partícula, donde puede verse por las células efectoras.
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Materiales proporcionados por Instituto de Tecnología de Georgia . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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