La medicina regenerativa encierra la extraordinaria promesa de que los futuros pacientes que necesiten nuevas células, tejidos u órganos ya no tendrán que depender de donantes. La escasez de órganos y las discrepancias en los tipos de células se convertirán en problemas del pasado y serán reemplazados por opciones seguras y a pedido para cualquiera que necesite un trasplante.
Este campo revolucionario todavía enfrenta muchos desafíos, incluida la tarea no trivial de convencer a las células madre para que se diferencien en los tipos de células deseados para el tratamiento. E incluso si se crean las células o tejidos correctos y pueden funcionar con éxito en el cuerpo, el rechazo inmunológico presenta una barrera formidable para su uso. Para superar este obstáculo, los tratamientos de medicina regenerativa que se utilizan hoy en día requieren inmunosupresión sistémica, lo que deja a los pacientes vulnerables a peligros ambientales como virus, bacterias y células cancerosas.
En un enfoque novedoso para abordar estos obstáculos, investigadores de la Universidad Médica de Carolina del Sur y la Universidad de Florida colaboraron recientemente en una estrategia novedosa y altamente específica para tratar la diabetes tipo 1 (DT1) utilizando un trasplante de células beta marcadas junto con inmunoterapia localizada. protección proporcionada por células inmunes especializadas también etiquetadas con una molécula objetivo complementaria pero inerte.
Según Leonardo Ferreira, Ph.D., investigador del MUSC Hollings Cancer Center y uno de los investigadores principales del estudio, combinar la ingeniería de células madre con la ingeniería de células T reguladoras (Treg) permitió dar el primer paso hacia una tecnología no disponible y fácilmente disponible. solución disponible para tratar la diabetes tipo 1.
En su reciente estudio publicado en la revista Informes celulareslos investigadores describieron una colaboración única que aprovechó la experiencia en ingeniería de células beta del laboratorio de Holger Russ, profesor asociado de farmacología y terapéutica en la Universidad de Florida, combinada con la delicada experiencia quirúrgica y la experiencia en células T del receptor de antígeno quimérico (CAR). disponible en Hollings.
Para los pacientes con diabetes tipo 1, el problema comienza con un autoataque del sistema inmunológico contra las células beta pancreáticas, las células que producen la hormona insulina para regular los niveles de azúcar en sangre. Sin una forma confiable de autorregular los niveles de glucosa en sangre, los pacientes se ven obligados a vivir con un régimen de alto mantenimiento de control de la glucosa y control de la insulina para mantener la salud y evitar complicaciones peligrosas como la neuropatía, la amputación y la ceguera.
Por ahora, algunos pacientes con diabetes tipo 1 mal controlada pueden considerar el trasplante de células de los islotes utilizando células beta de un donante. Las células beta se aíslan del páncreas de un donante, se purifican y se entregan al hígado del paciente, donde pueden establecerse y comenzar a secretar insulina. Sin embargo, esta opción requiere que los pacientes se sometan a inmunosupresión por el resto de sus vidas para evitar que el cuerpo rechace las células beta extrañas. También requiere la disponibilidad de células de donantes, lo que puede requerir largas esperas o puede que no suceda en absoluto.
Para centrarse en una solución alternativa, los investigadores utilizaron una estrategia de ingeniería con células beta marcadas generadas a partir de células madre. Y para inducir una protección inmune localizada, los investigadores optaron por utilizar Tregs, un tipo de célula inmune que monitorea y controla la respuesta inmune.
«La mayoría de las células del sistema inmunológico se centran en matar elementos invasivos», dijo Ferreira. «Pero las Tregs son los generales del sistema inmunológico. Se aseguran de que nada se exceda y entrenan al sistema inmunológico sobre cómo responder en el futuro».
Los investigadores utilizaron un modelo de ratón para probar su estrategia. Al trasplantar células beta que fueron diseñadas a partir de células madre e incluían una etiqueta no reactiva (una versión inactivada del receptor del factor de crecimiento epidérmico) en las cápsulas renales de ratones inmunodeficientes, demostraron que las células se incorporaron y comenzaron a fabricar insulina funcional. En la siguiente fase de la prueba, los ratones fueron expuestos a un tipo agresivo de célula inmune para comprobar la viabilidad de las células beta trasplantadas frente a una respuesta inmune simulada. Como era de esperar, todas las células beta fueron destruidas por la respuesta inmune, lo mismo que sucede en las personas con diabetes tipo 1.
Para evitar la respuesta letal en la siguiente fase, los investigadores agregaron Tregs especializadas junto con el desafío inmunológico. Estas células se marcaron con tecnología CAR utilizando un receptor que reconocía específicamente la etiqueta EGFR inerte presente en las células beta trasplantadas. Con este paso adicional, los investigadores observaron la protección inmune que esperaban, ya que observaron que las células beta trasplantadas permanecían seguras, sanas y funcionales en su nuevo hogar.
Ferreira quedó encantada con los resultados y con energía para dar los siguientes pasos. «Con este enfoque», dijo, «hicimos tanto la cerradura como la llave para crear tolerancia inmune».
Ahora que Ferreira y sus colegas han demostrado la viabilidad de su enfoque para el tratamiento de la diabetes tipo 1, planean continuar sus esfuerzos de investigación, incluida la creación de una biblioteca completa de cerraduras y llaves (células madre diferenciadas y Tregs protectoras etiquetadas) para múltiples propósitos, como dirigido a ciertos cánceres, lupus y otras enfermedades autoinmunes.
Quedan algunas preguntas, como el ligando específico que debería usarse para trasplantes humanos y la longevidad de la protección inmune mediada por Treg. El ligando o etiqueta debe ser inerte y no tener un impacto negativo en la función de las células ni crear ninguna reacción que pueda causar efectos secundarios. Y aún se desconoce si un tratamiento con Treg será eficaz o si será necesario repetirlo en intervalos que aún no se han establecido. Debido a que las Treg pueden educar a las células inmunitarias para mantener la tolerancia inmunitaria, es posible que un tratamiento sea adecuado, pero se necesita más investigación para comprender los efectos a largo plazo.
Responder a estas preguntas y confirmar la validez del enfoque en humanos pronto podría transformar la diabetes tipo 1 de una enfermedad crónica de alto mantenimiento con muchas complicaciones a una que pueda tratarse mucho más fácilmente.
