Manténgalo en movimiento: cómo la movilidad de un biomaterial puede revolucionar la inmunomodulación
Las células de Kupffer de ratón estimuladas con LPS en superficies PRX con alta movilidad tenían áreas de propagación más pequeñas que aquellas en superficies PRX con baja movilidad, mientras que las células mostraron niveles de expresión más altos de Toll- como el receptor 4 (Tlr4), el marcador M1 y los genes de citoquinas proinflamatorias, y con frecuencia formaron múltiples vacuolas citoplasmáticas en sus citoplasmas. Por el contrario, las células de Kupffer estimuladas con LPS en superficies PRX con baja movilidad tenían áreas de propagación más amplias, lo que aumentaba la expresión del marcador M2 y los genes Yap, al tiempo que disminuía la expresión de los genes proinflamatorios. Estos resultados sugieren que las superficies altamente móviles favorecen la polarización M1 de las células de Kupffer, mientras que las superficies menos móviles favorecen la polarización M2. Crédito: Departamento de Biomateriales Orgánicos, TMDU
Los biomateriales son sustancias, naturales o artificiales, que se utilizan en medicina para interactuar con el cuerpo humano con diversos fines, como la cicatrización de heridas y la regeneración de tejidos. Trabajos previos sobre biomateriales han demostrado que pueden afectar a las células de muchas maneras, incluida la forma en que crecen, se mueven y el tipo de célula en el que se desarrollan. Recientemente, los científicos han comenzado a investigar biomateriales con propiedades que pueden ajustarse para optimizar su uso en medicina regenerativa. Ahora, investigadores de la Universidad Médica y Dental de Tokio (TMDU) han identificado un polímero con propiedades de movilidad ajustables que pueden alterar la actividad inmunológica de células hepáticas específicas.
En un artículo publicado en Biomaterials Science, los investigadores de TMDU informan cómo variaron la movilidad de biomateriales específicos y observaron efectos significativos en las células de Kupffer de ratón. Se trata de células hepáticas que forman parte del sistema inmunitario innato, la primera línea de defensa del organismo frente a una infección en este órgano.
El grupo trabajó anteriormente con biomateriales a base de polímeros llamados polirotaxano. Otras moléculas se pueden tejer dentro de la estructura del polímero, y su capacidad para moverse libremente a lo largo de esta estructura es lo que los investigadores denominan «movilidad molecular». La movilidad del polirotaxano se puede ajustar agregando más moléculas dentro del polímero, y esto podría afectar el destino y el mantenimiento de las células que interactúan con los biomateriales. Debido a esto, el grupo de TMDU se interesó en si los biomateriales podrían utilizarse para manipular el sistema inmunitario.
«Presumimos que la movilidad molecular del polirotaxano podría servir como una especie de señal mecánica para las células en el ambiente circundante», dice el autor principal del estudio, Yoshinori Arisaka. «Usar esta propiedad para posiblemente modular la actividad de las células inmunitarias podría revolucionar la inmunomodulación».
Los investigadores cultivaron células de Kupffer en una superficie cubierta con polirotaxano. Trataron las células con lipopolisacárido, que es una molécula utilizada como activador inmunológico. Ajustaron la movilidad molecular de la superficie y luego examinaron el movimiento y la forma de las células, así como los niveles de expresión de ciertos genes relacionados con la inflamación. Curiosamente, descubrieron que la movilidad de la superficie afectó significativamente el movimiento y el perfil de expresión génica de las células de Kupffer.
«Las superficies con mayor movilidad aumentaron la expresión de genes proinflamatorios en las células», explica Nobuhiko Yui, autor principal. «Esto significa que las células se comportaban como si fueran parte de una respuesta inmunitaria activa».
Los autores creen que este sistema puede ser la base para usar biomateriales en humanos para equilibrar la actividad inmunitaria.
«Nuestros datos demuestran que las señales mecánicas pueden desempeñar un papel en la regulación del comportamiento celular», dice Arisaka.
Este trabajo es un paso fundamental en la investigación de biomateriales. La regulación mecánica de la actividad del sistema inmunitario con nuevos biomateriales puede transformar la medicina regenerativa.
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Aprovechando la capacidad del cuerpo para sanar Más información: Yoshinori Arisaka et al, La movilidad molecular de las biointerfaces basadas en polirotaxano altera las respuestas inflamatorias y la polarización en las líneas celulares de Kupffer, Biomaterials Science ( 2021). DOI: 10.1039/D0BM02127J Información de la revista: Biomaterials Science
Proporcionado por la Universidad Médica y Dental de Tokio Cita: Manténgalo en movimiento: cómo la movilidad de un biomaterial puede revolucionar la inmunomodulación (2021) , 24 de marzo) recuperado el 30 de agosto de 2022 de https://medicalxpress.com/news/2021-03-biomaterial-mobility-revolutionize-immunomodulation.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.