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Células productoras de insulina trasplantables, vienen con su propio suministro de oxígeno

Instituto Tecnológico de Massachusetts
Ilustración de los islotes pancreáticos y las moléculas de oxígeno. Imagen: MIT

Desde la década de 1960, investigadores han estado interesados en la posibilidad de tratar la diabetes tipo 1 mediante el trasplante de células de los islotes de Langerhans, células pancreáticas responsables de producir insulina cuando aumenta la concentración de glucosa en la sangre.

La implementación de esta idea ha demostrado ser un desafío, un obstáculo, es que una vez que los islotes se trasplantan morirán si no reciben un suministro adecuado de oxígeno. Recientemente, los investigadores del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT), que trabajan con una compañía llamada Beta-O2 Technologies, han desarrollado y probado un dispositivo implantable que suministra células de islotes con su propio suministro de oxígeno, a través de una cámara que se puede reabastecer cada 24 horas.

“Obtener oxígeno a estas células es un problema difícil”, dice Clark Colton, profesor de ingeniería química del MIT y autor principal del estudio. “Los beneficios de este nuevo desarrollo son: mantienes los islotes vivos para realizar su función, no necesitas tanto tejido y reduces la capacidad de los implantes para provocar una respuesta inmune”.

Las pruebas de estos implantes en ratas mostraron que casi el 90 por ciento de los islotes permanecieron viables durante varios meses, y la mayoría de las ratas mantuvieron niveles normales de glucosa en sangre durante ese tiempo. También descubrieron que la mayoría de los niveles de azúcar en la sangre de estos animales permanecían normales mientras se implantaban los dispositivos, luego se recuperaban a niveles diabéticos después de que se removiera el implante. El estudio fue publicado en Scientific Reports.

Otro beneficio de este dispositivo, y debido a que la mayoría de las células de los islotes permanecen vivas, es menos probable que provoquen una respuesta inmune. Cuando las células mueren, se descomponen, y los fragmentos resultantes de proteína y ADN son más propensos a atraer la atención del sistema inmune.

“Al mantener las células vivas, se minimiza la respuesta inmune”, dice Colton.

En el dispositivo probado en el artículo de Scientific Reports, los islotes pancreáticos se encapsulan en una “losa” de alginato, un polisacárido producido por algas, de aproximadamente 600 micras de espesor. Una membrana en un lado de la losa protege a las células inmunitarias y a las proteínas grandes, pero permite que pase insulina, nutrientes y oxígeno. Debajo de la losa se encuentra la cámara de gas, de aproximadamente 5 milímetros de grosor, que transporta gases atmosféricos como nitrógeno y dióxido de carbono además del oxígeno. El oxígeno fluye desde la cámara, a través de la membrana semipermeable, y dentro de los islotes incrustados en la losa de alginato.

A medida que el oxígeno se difunde a través de la losa, se consume gradualmente, por lo que la presión parcial de oxígeno disminuye continuamente. Para garantizar que la presión parcial permanezca por lo menos a 50 mmHg durante 24 horas, los investigadores descubrieron que debían comenzar con una presión parcial de oxígeno de 500 mmHg en la cámara de gas.

Después de 24 horas, el suministro de oxígeno se repone a través de un puerto, un dispositivo implantado debajo de la piel y conectado a un catéter que conduce a los islotes encapsulados, que también se implantan debajo de la piel.

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