Evalúan sistemas de encapsulación celular con tecnología 3D para diabetes

Investigadores del Ciber de Bioingeniería, Biomateriales y Nanomedicina (Ciber-BBN) están analizando nuevos sistemas de macroencapsulación de células beta, que combina un hidrogel de alginato inyectable con un dispositivo implantable externo impreso en tres dimensiones (3D), para el tratamiento de la diabetes tipo 1.

Porque la macroencapsulación celular (proteger las células dentro de una membrana semipermeable polímerica) ha demostrado un gran potencial para superar la baja supervivencia de los islotes pancreáticos trasplantados en las terapias para la diabetes mellitus tipo 1. Además, sus propiedades superficiales parecen claves para que el implante sea exitoso.

Este trabajo, que forma parte de la tesis doctoral del investigador Albert Espona-Noguera, se centra en el desarrollo de una macrocápsula externa que protege a las células beta que se encuentran embebidas en el hidrogel interno y, al mismo tiempo, que permite la ubicación precisa del implante en el cuerpo.

Además, este sistema de encapsulación celular permite la extracción de una manera sencilla de los injertos en caso de que el implante falle o se requiera la renovación de las células terapéuticas. El estudio ha sido impulsado por la Unidad de Formulación de Medicamentos de la ICTS Nanbiosis, del grupo de José Luis Pedraz, en colaboración con el Instituto de Microelectrónica de Barcelona (IMB-CNM, CSIC) también perteneciente al Ciber-BBN.

Efecto biológico en cuatro sistemas distintos 

"En este estudio evaluamos el efecto biológico de la superficie de los dispositivos de macroencapsulación (hidrofilicidad y porosidad) en cuatro sistemas distintos. Dichos dispositivos fueron capaces de contener con éxito células beta de rata integradas en hidrogeles de alginato, y aunque todos ellos mostraron una gran biocompatibilidad, la baja adhesión celular en la superficie de los hidrófobos podría reducir la respuesta inmunológica al implantarse", ha dicho Pedraz.

Concretamente, en este estudio las células beta encapsuladas dentro de todos los dispositivos mantuvieron su función secretora de insulina pero sin embargo el dispositivo hidrófobo con un tamaño de poro más pequeño mostró mejores valores de viabilidad celular y, por lo tanto, podría ser el mejor candidato para el desarrollo de una terapia de reemplazo de células beta seguras en pacientes de diabetes mellitus tipo 1.

En este sistema, el hidrogel de alginato proporciona una matriz de apoyo inmunoprotectora donde las células beta permanecen integradas, mientras que el dispositivo de macroencapsulación semipermeable confiere protección mecánica, así como un fácil manejo y recuperación.

"Nuestro objetivo era lograr un dispositivo de macroencapsulación no degradable, con una superficie funcional, biocompatible y capaz de estabilizar el hidrogel de alginato interno, garantizando la bioseguridad del sistema y proporcionando inmunoprotección. Además, el sistema de doble encapsulación debe garantizar la difusión apropiada de oxígeno, nutrientes y hormonas como la insulina, mientras que se mantiene la viabilidad y función biológica de las células beta", ha explicado el investigador.