Hold a sample of TRAFFIC

Millones de personas viven con diabetes tipo 1, las inyecciones diarias de insulina son literalmente una cuestión de vida o muerte. Y aunque no hay cura, un equipo de investigación dirigido por Cornell ha desarrollado un dispositivo que podría revolucionar el manejo de la enfermedad.

En la diabetes tipo 1, el sistema inmunitario del cuerpo destruye los grupos de células pancreáticas productoras de insulina (islotes). El grupo de investigación, dirigido por el profesor asistente Minglin Ma del Departamento de Ingeniería Biológica y Ambiental de la Facultad de Agricultura y Ciencias de la Vida, ha ideado un método ingenioso para implantar cientos de miles de células de islotes en un paciente. Están protegidos por un delgado recubrimiento de hidrogel y, lo que es más importante, las células recubiertas están unidas a un hilo de polímero y pueden retirarse o reemplazarse fácilmente cuando hayan dejado de ser útiles.

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El trasplante de islotes productores de insulina derivadas de células madre es una alternativa a la terapia con insulina, pero requiere una administración de fármacos inmunosupresores a largo plazo. Un enfoque bien investigado para evitar la respuesta del sistema inmune es recubrir y proteger las células en pequeñas cápsulas de hidrogel, de cientos de micras de diámetro. Sin embargo, estas cápsulas no se pueden retirar fácilmente del cuerpo, ya que no están conectadas entre sí, y hay cientos de miles de ellas. Y la capacidad de eliminar el trasplante es clave debido al potencial de formación de tumores.

“Cuando fallan o mueren, tienen que salir”, dijo Ma. “No quieres poner algo en el cuerpo que no puedas sacar”. Con nuestro método, eso no es un problema “.

Inspirándose en la forma en como el agua recubre en una telaraña, Ma y su equipo primero intentaron conectar las cápsulas que contienen las células de los islotes a través de una cuerda, pero se dieron cuenta de que sería mejor colocar uniformemente la capa de hidrogel alrededor de una cuerda.

La cuerda: Un hilo de polímero nanoporoso liberador de calcio ionizado. El dispositivo comienza con dos suturas de nylon estériles retorcidas en una hélice, y luego dobladas para facilitar los posteriores recubrimientos de estructura nanoporosa. Colocado sobre ese hilo hay una capa delgada de hidrogel de alginato que contiene células de islote, que se adhiere al hilo helicoidal nanoporoso, similar a las gotas de rocío que se adhieren a la seda de araña. El alginato es un extracto de algas comúnmente utilizado en el trasplante de células encapsuladas.

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Este hilo, que el grupo ha denominado TRAFFIC (Thread-Reinforced Alginate Fiber For Islets enCapsulation), se inspiró en una tela de araña pero, según Ma, es aún mejor porque el hidrogel cubre el hilo de manera uniforme.

Esta terapia implicaría una cirugía laparoscópica mínimamente invasiva para implantar aproximadamente seis pies de hilo recubierto de hidrogel en la cavidad peritoneal del paciente.

“Solo necesitamos dos incisiones de un cuarto de pulgada”, dijo Flanders. “Inflamos el abdomen con dióxido de carbono, lo que nos da espacio para trabajar, y luego ponemos en dos puertos, uno para un endoscopio que está enganchado a una cámara, para que podamos ver lo que estamos haciendo, y el otro para un dispositivo de agarre, con el cual introducimos el implante”.

En ratones, los niveles de glucosa en sangre volvieron a la normalidad dos días después de la implantación de una longitud de una pulgada de TRAFFIC, y permanecieron normales durante al menos tres meses cuando finalizó el experimento. La capacidad de recuperación se probó en múltiples perros, con muestras de 10 pulgadas que se implantaron con éxito y se extrajeron laparoscópicamente.

Flandes, que realizó la implantación quirúrgica en caninos, dijo que, entre los diferentes perros y dispositivos probados, no había una mínima adhesión del dispositivo al tejido circundante después de la extracción.

Bibliogrfía: “Designing a Retrievable and Scalable Cell Encapsulation Device for Potential Treatment of Type 1 Diabetes”

Fuente: Cornell University

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