El método de inmunoaceptación de microgel podría mejorar el éxito del trasplante de islotes pancreáticos
Los microgeles de clavija, teñidos de verde, son los microgeles de biomateriales diseñados que se usan para el trasplante y que contienen la proteína SA-PD-L1. Crédito: Maria Coronel, Georgia Tech
Los trasplantes de islotes pancreáticos, que reactivan la producción de insulina para tratar la diabetes tipo 1, solo duran un promedio de tres años.
Al aprender de una estrategia innovadora de tratamiento del cáncer basada en un descubrimiento reciente ganador del Premio Nobel, los investigadores del Instituto de Tecnología de Georgia y la Universidad de Missouri desarrollaron un nuevo método de administración de fármacos en microgel que podría extender la eficacia de los trasplantes de islotes pancreáticos durante varios años. posiblemente a toda la vida útil de un destinatario.
Trabajando en equipos multidisciplinarios que utilizan un modelo animal, los laboratorios de los profesores Andrs García en Georgia Tech y Haval Shirwan en la Universidad de Missouri han desarrollado un nuevo microgel de biomaterial que podría ofrecer un microgel más seguro, más pequeño y más económico. dosis efectivas de una proteína inmunosupresora que podría conducir a una mejor aceptación a largo plazo de los trasplantes de islotes dentro del cuerpo.
El estudio se publicó el 28 de agosto de 2020 en la revista Science Advances. La investigación fue dirigida por María Coronel, becaria postdoctoral en el laboratorio de García, la cátedra Parker H. Petit y directora ejecutiva del Petit Institute for Bioengineering and Bioscience. García también es profesor de Regentes en la Escuela de Ingeniería Mecánica George W. Woodruff.
En 2018, se otorgó el Premio Nobel de medicina por descubrir cómo las células cancerosas envían señales moleculares para suprimir la respuesta inmunitaria, ocultando y protegiendo esas células cancerosas del sistema inmunológico del cuerpo. Los investigadores pronto desarrollaron métodos de tratamiento pioneros para señalar y «activar» el sistema inmunitario (como las células T) para que el cáncer invasor fuera reconocido nuevamente, permitiendo que el propio sistema inmunitario del paciente elimine sus células cancerosas de manera más efectiva.
«El trabajo que estamos haciendo es tomar una página de ese descubrimiento y usar la inmunoterapia en el sentido opuesto al que se usa en los tratamientos contra el cáncer para controlar y ‘apagar’ una respuesta inmune para trasplantar un injerto», dijo Coronel. «Cuando recibe un trasplante, como un trasplante de islotes o un trasplante de órgano, incluso si es compatible, tendrá una respuesta inmunitaria a ese injerto, y su sistema inmunitario lo reconocerá como no propio e intentará rechazarlo y atacarlo. del injerto».
Después de la cirugía de trasplante de islotes, los tratamientos postoperatorios tradicionales usan medicamentos sistémicos inmunosupresores que afectan a todo el cuerpo y pueden ser tóxicos, creando numerosos efectos secundarios no deseados, cuya gravedad a menudo limita el número de candidatos para trasplantes de islotes y otros órganos.
«Un aspecto único de nuestro método es que hemos reducido considerablemente la dosis necesaria, lo que reducirá significativamente o eliminará los efectos secundarios causados actualmente por los tratamientos farmacológicos sistémicos actuales», dijo Coronel.
El equipo de investigación desarrolló un nuevo método de «inmune-aceptación», que inserta un biomaterial diseñado, en este caso un microgel, con los islotes en el momento del trasplante. Los microgeles, que se asemejan a grupos de huevas de peces de tamaño micro, retuvieron y administraron una proteína (SA-PD-L1) en un área de trasplante específica que indicó con éxito al sistema inmunitario que retuviera una respuesta inmunitaria, protegiendo un injerto de islote trasplantado de ser rechazado. Esta señal molecular entregada localmente, usando SA-PD-L1, fue diseñada para suprimir silenciosamente cualquier respuesta inmunológica y fue efectiva por hasta 100 días sin intervención adicional de fármacos inmunosupresores sistémicos.
«Queríamos usar PD-L1 para la prevención del rechazo de injertos de islotes alogénicos al simular la forma en que las células tumorales usan esta molécula para evadir el sistema inmunológico, pero sin recurrir a la terapia génica», dijo Shirwan, profesor de salud infantil y microbiología molecular e inmunología en la Facultad de Medicina de la Universidad de Missouri.
Para lograr este objetivo, Shirwan trabajó con Esma Yolcu, profesora de salud infantil, también en la Facultad de Medicina de la Universidad de Missouri. Ambos estuvieron previamente en la Universidad de Louisville, donde generaron SA-PD-L1, una forma novedosa de la molécula que se puede mostrar posicionalmente en la superficie de injertos de islotes o microgeles para su entrega en el sitio del injerto.
«Los microgeles que presentan SA-PD-L1 representan un importante desarrollo tecnológico que tiene potencial no solo para el tratamiento de la diabetes tipo 1, sino también para otras enfermedades autoinmunes y varios tipos de trasplantes», dijo Shirwan.
Además de diseñar este microgel de biomaterial específico, el equipo probó su vida útil, durabilidad y posibilidades de liberación de dosis. También analizaron sus efectos a largo plazo tanto en el injerto como en la respuesta inmune y la función del recipiente, valorando su potencial de biocompatibilidad a largo plazo.
«Uno de los principales objetivos en el campo de la diabetes en las últimas dos décadas ha sido permitir la aceptación inmunitaria de los injertos y evitar los fármacos tóxicos utilizados para inducir la supresión inmunitaria, que afectan a todo el cuerpo». dijo García.
«En términos generales, el trasplante de órganos tiene mucho éxito en el tratamiento de una variedad de afecciones crónicas. Estos son resultados muy emocionantes como prueba de principio que demuestran que este biomaterial y procedimiento diseñados pueden proporcionar una tecnología de plataforma aplicable a otros entornos de trasplante y puede ampliar el grupo de candidatos que pueden recibir trasplantes de manera segura».
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Las partículas de biomaterial educan al sistema inmunitario para que acepte los islotes trasplantados Más información: Mara M. Coronel et al. La inmunoterapia a través de biomateriales que presentan PD-L1 conduce a la supervivencia a largo plazo del injerto de islotes, Science Advances (2020). DOI: 10.1126/sciadv.aba5573 Información de la revista: Science Advances
Proporcionado por el Instituto de Tecnología de Georgia Cita: El método de inmunoaceptación de microgel podría mejorar el éxito del trasplante de islotes pancreáticos ( 2020, 31 de agosto) recuperado el 31 de agosto de 2022 de https://medicalxpress.com/news/2020-08-microgel-immuno-acceptance-method-pancreatic-islet.html Este documento está sujeto a derechos de autor. Aparte de cualquier trato justo con fines de estudio o investigación privados, ninguna parte puede reproducirse sin el permiso por escrito. El contenido se proporciona únicamente con fines informativos.