La microencapsulación de células terapéuticas, que consiste en rodear un grupo de células con una membrana biocompatible, es decir, que no provoque el rechazo de las células administradas por parte del sistema inmunológico, es una de las nuevas técnicas de la terapia celular. Una investigadora del Laboratorio de Farmacia y Tecnología Farmacéutica de la UPV/EHU ha propuesto un sistema para proteger a las células del rechazo, y ha diseñado diferentes soluciones para mejorar tanto la administración y retención de las microcápsulas como su monitorización en el cuerpo del huésped a tiempo real.

La microencapsulación de células es un método farmacéutico para la liberación controlada de productos terapéuticos durante largos periodos de tiempo. «La gran versatilidad de este sistema permite la fabricación de microcápsulas de diferente tamaño y composición celular, de forma que las células encapsuladas puedan emplearse para el tratamiento de diversas enfermedades, tales como las neurodegenerativas, las hepáticas, las cardiovasculares y las endocrinas, entre otras», señala Argia Acarregui, investigadora del grupo de investigación NanoBioCel de la Facultad de Farmacia de la UPV/EHU.

A pesar de ser un campo emergente en pleno desarrollo, «todavía se encuentra en fase de laboratorio. Se han hecho algunos ensayos en clínica, y donde más se ha avanzado es en el tratamiento de la diabetes: se encapsulan agrupaciones de células pancreáticas y se implantan en animales o personas diabéticas, para que produzcan insulina y regulen los niveles de azúcar», añade la investigadora. Según Acarregui, dichos sistemas de liberación de fármacos tienen la ventaja de «secretar continuamente el fármaco que interesa en cada caso». Algunos de los problemas por resolver antes de que dicha tecnología tenga aplicación clínica están relacionados con la bioseguridad, es decir, la posibilidad de realizar el seguimiento de las microcápsulas implantadas y controlar su localización en tiempo real. Por otra parte, aunque las células introducidas se recubren con una membrana biocompatible, es muy frecuente la respuesta inmunológica contra aquellas, por lo que es «importante disminuir el rechazo inmunológico y conseguir unos sistemas totalmente biocompatibles», indica Acarregui.

Acarregui abordó dichos problemas en tres trabajos independientes. En el primero, desarrolló y evaluó un sistema de encapsulación de células marcadas con un agente de contraste. Gracias al agente de contraste, mejoró el seguimiento de las microcápsulas y el sistema de encapsulación aumentó la retención y supervivencia de las células en un tratamiento cardiaco. En terapias celulares para el corazón es muy importante el problema de la retención de las células, ya que los latidos continuos disminuyen su permanencia en el lugar de administración. «Gracias a estas microcápsulas, la retención fue mayor, y observamos que, probablemente, las células encapsuladas liberaron factores de crecimiento y citoquinas, que permitieron regenerar el tejido miocárdico dañado en el modelo animal de infarto utilizado», señala la investigadora.

En un segundo trabajo, se consiguió evitar la diseminación, se aseguró la localización y se facilitó la extracción de las microcápsulas mediante un hidrogel en el que se introdujeron las células encapsuladas, para que las mantuviera unidas. «Además -añade Acarregui-, hubo una disminución de la capa fibrótica que la respuesta inmunológica forma alrededor de estas microcápsulas». Finalmente, en un tercer trabajo, se consiguió una menor respuesta inmunológica del huésped. Para hacer el experimento, se tomaron células de ratón encapsuladas y se introdujeron en ratas, es decir, se hizo un xenotransplante, ya que en este tipo de transplante «el rechazo inmunológico suele ser aún mayor», explica la investigadora.

Utilizando el mismo hidrogel que en el trabajo anterior, se combinaron las células encapsuladas con nanopartículas que liberaban dexametasona, un agente inmunomodulador, de forma sostenida. «El sistema desarrollado permitió incrementar la viabilidad y funcionalidad de las células implantadas -señala Acarregui-, ya que el agente inmunomodulador añadido en el hidrogel consiguió frenar la respuesta inmunológica, aumentando así el tiempo en el que se mantuvo funcional el implante».

Referencias:

Gomez-Mauricio R.G., Argia Acarregui, Francisco Miguel Sánchez-Margallo, Verónica Crisóstomo, Ignacio Gallo, Rosa María Hernández, José Luis Pedraz, Gorka Orive & María Fernanda Martín-Cancho (2013). A preliminary approach to the repair of myocardial infarction using adipose tissue-derived stem cells encapsulated in magnetic resonance-labelled alginate microspheres in a porcine model, European Journal of Pharmaceutics and Biopharmaceutics, 84 (1) 29-39. DOI: 10.1016/j.ejpb.2012.11.028

Acarregui A., Jose Luis Pedraz, Francisco Javier Blanco, Rosa María Hernández & Gorka Orive (2013). Hydrogel-Based Scaffolds for Enclosing Encapsulated Therapeutic Cells, Biomacromolecules, 14 (2) 322-330. DOI: 10.1021/bm301690a

Acarregui A., Enara Herrán, Manoli Igartua, Francisco Javier Blanco, José Luis Pedraz, Gorka Orive & Rosa Maria Hernandez (2014). Multifunctional hydrogel-based scaffold for improving the functionality of encapsulated therapeutic cells and reducing inflammatory response, Acta Biomaterialia, 10 (10) 4206-4216. DOI: 10.1016/j.actbio.2014.06.038

Edición realizada por César Tomé López a partir de materiales suministrados por UPV/EHU Komunikazioa