Los trasplantes de islotes pancreáticos, que reactivan la producción de insulina para tratar la diabetes tipo 1, solo duran un promedio de tres años.
Al aprender de una innovadora estrategia de tratamiento del cáncer basada en un descubrimiento reciente ganador del Premio Nobel, los investigadores del Instituto de Tecnología de Georgia y la Universidad de Missouri desarrollaron un nuevo método de administración de medicamentos de microgel que podría extender la efectividad de los trasplantes de islotes pancreáticos, desdevarios años hasta posiblemente toda la vida útil de un destinatario.
Trabajando en equipos multidisciplinarios utilizando un modelo animal, los laboratorios de los profesores Andrés García en Georgia Tech y Haval Shirwan en la Universidad de Missouri han desarrollado un nuevo microgel de biomaterial que podría proporcionar dosis más seguras, más pequeñas y más rentables de un sistema inmunológico-supresión de proteínas que podrían conducir a una mejor aceptación a largo plazo de los trasplantes de islotes dentro del cuerpo.
El estudio fue publicado el 28 de agosto de 2020 en la revista avances científicos . La investigación fue dirigida por Maria Coronel, becaria postdoctoral en el laboratorio de García, la Cátedra Parker H. Petit y directora ejecutiva del Petit Institute for Bioengineering and Bioscience. García también es profesora Regents en el George W. WoodruffEscuela de Ingeniería Mecánica.
En 2018, se otorgó el Premio Nobel de Medicina por descubrir cómo las células cancerosas envían señales moleculares para suprimir la respuesta inmune, ocultando y protegiendo esas células cancerosas del sistema inmunológico del cuerpo. Los investigadores pronto desarrollaron métodos de tratamiento pioneros para señalar y "encender"el sistema inmunológico como las células T para que el cáncer invasor sea reconocido una vez más, permitiendo que el propio sistema inmunológico del paciente elimine de manera más efectiva sus células cancerosas.
"El trabajo que estamos haciendo es tomar una página de ese descubrimiento y usar la inmunoterapia en el sentido opuesto que usan los tratamientos contra el cáncer para controlar y 'apagar' una respuesta inmune al trasplante de un injerto", dijo Coronel. "Cuando se obtiene unatrasplante, como un trasplante de islotes o un trasplante de órganos, incluso si es compatible, tendrá una respuesta inmune a ese injerto, y su sistema inmunológico lo reconocerá como no propio y tratará de rechazar y atacar el sitio del injerto ".
Después de la cirugía de trasplante de islotes, los tratamientos posoperatorios tradicionales utilizan fármacos sistémicos inmunosupresores que afectan a todo el cuerpo y pueden ser tóxicos, lo que genera numerosos efectos secundarios no deseados, cuya gravedad a menudo limita el número de candidatos para trasplantes de islotes y otros órganos.
"Un aspecto único de nuestro método es que hemos reducido en gran medida la dosis necesaria, lo que reducirá o eliminará significativamente los efectos secundarios que actualmente causan los tratamientos con fármacos sistémicos actuales", dijo Coronel.
El equipo de investigación desarrolló un nuevo método de "aceptación inmune", que inserta un biomaterial diseñado, en este caso un microgel, en los islotes en el momento del trasplante. Los microgeles, que se asemejan a grupos de peces de tamaño microhuevos, mantuvo y entregó una proteína SA-PD-L1 a un área de trasplante específica que señaló con éxito al sistema inmunológico que frenara una respuesta inmunitaria, protegiendo un injerto de islote trasplantado para que no fuera rechazado. Esta señal molecular entregada localmente, utilizando SA-PD-L1, fue diseñado para suprimir silenciosamente cualquier respuesta inmune y fue efectivo hasta por 100 días sin ninguna intervención adicional de fármacos inmunosupresores sistémicos.
"Queríamos usar PD-L1 para la prevención del rechazo de injertos de islotes alogénicos simulando la forma en que las células tumorales usan esta molécula para evadir el sistema inmunológico, pero sin recurrir a la terapia génica", dijo Shirwan, profesor de salud infantil ymicrobiología e inmunología en la Facultad de Medicina de la Universidad de Missouri.
Para lograr este objetivo, Shirwan trabajó con Esma Yolcu, profesora de salud infantil, también en la Facultad de Medicina de la Universidad de Missouri. Ambos estuvieron anteriormente en la Universidad de Louisville, donde generaron el SA-PD-L1, una forma novedosade la molécula que se puede mostrar posicionalmente en la superficie de los injertos de islotes o microgeles para su administración al sitio del injerto.
"Los microgeles que presentan SA-PD-L1 representan un importante desarrollo tecnológico que tiene potencial no solo para el tratamiento de la diabetes tipo 1, sino también para otras enfermedades autoinmunes y varios tipos de trasplantes", dijo Shirwan.
Además de diseñar este microgel de biomaterial específico, el equipo probó la durabilidad de su vida útil y las posibilidades de liberación de dosis. También observaron sus efectos a largo plazo tanto en el injerto como en la respuesta inmunitaria y la función del receptor, evaluando su duraciónpotencial de biocompatibilidad a plazo.
"Uno de los principales objetivos en el campo de la diabetes durante las últimas dos décadas ha sido permitir la aceptación inmunológica de los injertos y evitar los fármacos tóxicos utilizados para inducir la supresión inmunológica, que afectan a todo el cuerpo", dijo García.
"En términos generales, el trasplante de órganos es muy exitoso para tratar una variedad de condiciones crónicas. Estos son resultados muy interesantes como prueba de principio que demuestra que este biomaterial y procedimiento diseñados pueden proporcionar una tecnología de plataforma que es aplicable a otros entornos de trasplante y puedeampliar el grupo de candidatos que pueden recibir trasplantes con seguridad ".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Instituto de Tecnología de Georgia . Original escrito por Walter Rich. Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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