Un dispositivo del tamaño de una moneda creado en Houston Methodist podría alterar drásticamente el curso del tratamiento de la diabetes tipo 1, una afección crónica que afecta a millones de estadounidenses y que no tiene cura.
En un estudio publicado en la edición del 26 de diciembre de Comunicaciones de la naturaleza, un equipo de investigación dirigido por Houston Methodist administró células de los islotes e inmunoterapia directamente en un dispositivo impreso en 3D similar a un páncreas de bioingeniería, llamado NICHE. El tratamiento restauró los niveles saludables de glucosa y eliminó los síntomas de la diabetes tipo 1 en modelos animales durante más de 150 días, al tiempo que evitó los efectos adversos graves de la terapia antirrechazo mediante la administración de fármacos inmunosupresores solo donde se encontraban las células de los islotes trasplantadas.
La diabetes tipo 1 es causada por una reacción autoinmune que destruye las células del páncreas que producen insulina. También puede causar insuficiencia renal. Las inyecciones diarias de insulina son el tratamiento más convencional, pero lograr un control estricto de los niveles de glucosa sigue siendo un desafío y una tarea engorrosa para los pacientes. Además, en casos más graves, los pacientes pueden necesitar trasplantes de páncreas y riñón, o pueden calificar para un trasplante de células de los islotes, donde las células de los islotes de un donante de páncreas fallecido se recolectan, procesan y luego trasplantan al hígado del paciente con diabetes Tipo 1.
Estos trasplantes pueden ayudar a mejorar los síntomas de un paciente; sin embargo, como con todos los trasplantes de órganos, uno de los mayores desafíos es la necesidad de medicamentos inmunosupresores por el resto de sus vidas para evitar el rechazo del trasplante. La inmunosupresión de por vida puede hacer que los pacientes sean vulnerables a enfermedades infecciosas y aumenta el riesgo de ciertos tipos de cáncer.
El NICHE, creado en el Departamento de Nanomedicina del Instituto de Investigación Metodista de Houston, es un dispositivo plano que se coloca debajo de la piel y consta de un reservorio de células para los islotes y un reservorio de medicamentos circundante para la terapia de inmunosupresión localizada. Es la primera plataforma que combina la vascularización directa y la inmunosupresión local en un solo dispositivo implantable para el trasplante alogénico de islotes y el control de la diabetes tipo 1 a largo plazo. La vascularización directa es fundamental para el suministro de nutrientes y oxígeno para mantener la viabilidad de las células de los islotes trasplantadas.
«Un resultado clave de nuestra investigación es que la inmunosupresión local para el trasplante de células es eficaz», dijo Alessandro Grattoni, Ph.D., autor correspondiente y presidente del Departamento de Nanomedicina del Instituto de Investigación Metodista de Houston. «Este dispositivo podría cambiar el paradigma de cómo se maneja a los pacientes y puede tener un impacto masivo en la eficacia del tratamiento y la mejora de la calidad de vida de los pacientes».
El NICHE incorpora puertos para el reabastecimiento de medicamentos según sea necesario. Los investigadores rellenaron los depósitos del fármaco cada 28 días, lo que es comparable a otros fármacos de acción prolongada clínicamente disponibles para la prevención de la migraña o el tratamiento del VIH.
El equipo de Grattoni está trabajando en la ampliación de la tecnología NICHE para el despliegue clínico, para el cual es posible que solo sea necesario rellenar el medicamento una vez cada seis meses. La capacidad de recargar la tecnología NICHE permite el uso a largo plazo en pacientes. Además, los cambios en las formulaciones o la concentración de los medicamentos podrían extender los intervalos de recarga a una vez al año, alineándose con las visitas médicas de rutina.
Grattoni y sus colaboradores ampliarán esta investigación en los próximos años, con el objetivo final de probar la seguridad de NICHE en humanos en unos tres años. El laboratorio de nanomedicina de Grattoni en Houston Methodist se centra en plataformas implantables basadas en nanofluidos para la administración controlada y a largo plazo de fármacos y el trasplante de células para tratar enfermedades crónicas.
Los colaboradores de Grattoni en este estudio incluyen a Jesús Paez-Mayorga, Jocelyn Nikita Campa-Carranza, Simone Capuani, Nathanael Hernandez, Hsuan-Chen Liu, Corrine Ying Xuan Chua, Fernanda Paola Pons-Faudoa, Gulsah Malgir, Bella Alvarez, Jean A. Niles, Lissenya B. Argueta, Xian C. Li, Joan E. Nichols y A. Osama Gaber (Metodista de Houston); Kathryn A. Shelton, Sarah Kezar y Pramod N. Nehete (MD Anderson Cancer Center); y Dora M. Berman, Melissa A. Willman, Camillo Ricordi y Norma S. Kenyon (Universidad de Miami).
Esta investigación recibió apoyo financiero de la Fundación de Investigación de la Diabetes Juvenil (1-INO-2018-595-AN), la Fundación Vivian L. Smith, el Instituto de Investigación Metodista de Houston, el Instituto de Investigación de la Diabetes y los Institutos Nacionales de Salud (NIDDK R01DK132104).
Fuente de la historia:
Materiales proporcionado por metodista de houston. Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
