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Un sistema biomimético para crear fármacos basados en células madre

El grupo de investigación NanoBioCel de la Universidad del País Vasco ha desarrollado un sistema para desarrollar medicamentos adaptados a células madre, lo que permite mejorar su funcionalidad para la liberación de sustancias terapéuticas. Se trata de una alternativa prometedora para enfermedades crónicas que en la actualidad carecen de tratamiento eficaz.

De izquierda a derecha, Ana Gárate, Gorka Orive, José Luis Pedraz y Rosa Hernández (Foto: Nuria González).

La terapia celular está siendo cada vez más utilizada para abordar distintas enfermedades. A diferencia de los medicamentos clásicos como los comprimidos o las cápsulas, los nuevos fármacos combinan los mejores biomateriales y células para crear sistemas de liberación de sustancias terapéuticas. La utilización de células madre ha supuesto un gran avance. No obstante, para poder emplear todo su potencial es necesario diseñar sistemas que permitan su transporte e implantación adecuados.

La microencapsulación celular consiste en la inmovilización de células capaces de secretar sustancias terapéuticas para su liberación durante largos periodos de tiempo. Dependiendo de las sustancias que secreten las células encapsuladas, su aplicación será diferente.

Las células madre ofrecen ventajas respecto a otros tipos de célula, por lo que cada vez son más utilizadas en distintas áreas de la terapia celular. Secretan sustancias inmunomoduladoras, con capacidad de modificar el sistema inmune.

La microencapsulación celular consiste en la inmovilización de células capaces de secretar sustancias terapéuticas

Sin rechazo inmunológico

Además, el organismo en el que se implantan no las reconoce como extrañas, por lo que pueden ser incorporadas en otras especies sin que produzcan el rechazo inmunológico. Por otro lado, son capaces de diferenciarse en varios tipos de célula, lo que abre el abanico de posibilidades que ofrecen a otras terapias como la medicina regenerativa.

El grupo de investigación NanoBioCel de la UPV/EHU ha desarrollado un sistema biomimético, utilizando las células madre mesenquimales D1 modificadas genéticamente, para secretar eritropoietina (EPO). Las microcáspsulas, donde se inmovilizaron las células, fueron modificadas utilizando diferentes concentraciones de un péptido de adhesión para mejorar la supervivencia celular.

Los resultados obtenidos demostraron que las microcápsulas que contenían el péptido de adhesión mejoraron la actividad de las células madre encapsuladas, obteniendo una mayor secreción de EPO. Además, se pudo observar que los sistemas diseñados no afectaron a las células inmovilizadas.

Se realizaron los experimentos después de implantar las microcápsulas en animales

Ensayo en ratones

En una segunda fase, se realizaron los experimentos después de implantar las microcápsulas en animales, para ver la influencia que podía provocar el entorno in vivo en el comportamiento de las células madre encapsuladas. Aunque al realizar el estudio en ratones no se observaran diferencias significativas entre las células madre inmovilizadas en microcápsulas elaboradas con o sin el péptido de adhesión, la mayoría de las células se mantuvieron vivas durante todo el ensayo. También se observó que la secreción de la sustancia terapéutica fue en aumento a lo largo del tiempo.

Actualmente, varios grupos están realizando investigaciones, incluidos ensayos clínicos, relacionadas con la microencapsulación celular, ya que se trata de una alternativa terapéutica prometedora para enfermedades crónicas que en la actualidad carecen de tratamiento eficaz. Por otro lado, la incorporación de células madre en esta tecnología facilita la combinación de sistemas de secreción de medicamentos y la medicina regenerativa.

Referencia bibliográfica

Garate, A., Ciriza, J., Casado, J.G., Blázquez, R., Pedraz, J.L., Orive, G., Hernández, R.M. Assessment of the Behavior of Mesenchymal Stem Cells Immobilized in Biomimetic Alginate Microcapsules. Molecular Pharmaceutics. 2015 Nov 2; 12(11): 3953-62.

Fuente: UPV/EHU
Derechos: Creative Commons
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