La diabetes mellitus tipo 1 DM1 es el resultado de una destrucción autoinmune irreversible de las células pancreáticas productoras de insulina que requieren una sustitución de insulina de por vida. En un nuevo estudio, investigadores del Instituto de Ciencia Industrial de la Universidad de Tokio descubrieron queEl diámetro de los hidrogeles cargados de células determina su longevidad después del trasplante, allanando el camino para una terapia celular eficaz para la DM1.
Las estrategias de tratamiento actuales para la DM1 se centran en la administración de insulina exógena programada, lo que representa una carga significativa para el paciente y para el sistema de atención médica. La terapia celular tiene como objetivo reemplazar permanentemente las células? Pancreáticas perdidas, eliminando la necesidad de sustitución de insulina. Aunque la célulaLa terapia de reemplazo se ha considerado como una opción atractiva para la DM1, su éxito clínico se ha visto limitado por las reacciones inmunitarias de cuerpos extraños.
"La terapia celular sufre un destino similar al del trasplante de órganos, que es el rechazo del trasplante", dice el autor correspondiente del estudio Shoji Takeuchi. "Una forma de mitigar este problema es encapsular las células pancreáticas en hidrogeles, aunque esto noevitar el trasplante por reacciones de cuerpos extraños. Queríamos investigar cómo podemos optimizar los hidrogeles para proporcionar inmunoprotección a largo plazo para las células trasplantadas ".
Los investigadores plantearon la hipótesis de que el diámetro de las fibras de hidrogel determina críticamente si el trasplante de células mitiga las reacciones de cuerpos extraños. Al implantar hidrogeles de alginato de bario Ba-Alg con diámetros de fibra variables en ratones normales, mostraron que el umbral, por encima del cual las reacciones inmunesfueron significativamente más bajos, parece estar a 1.0 mm. Para investigar si la superioridad biológica tiene un costo biofísico, los investigadores compararon fibras de hidrogel Ba-Alg de 1.0 mm y 0.35 mm de espesor.la fibra gruesa es más fácil de manejar que la construcción de 0.35 mm de espesor basada en mediciones biomecánicas, también permitió que pequeñas moléculas como la glucosa, la insulina y el oxígeno pasen a través de la membrana del hidrogel, todo lo cual es necesario para que las células encapsuladas dentro del hidrogel funcionencorrectamente.
¿Pero cumplió su promesa de facilitar la terapia celular para la DM1? Para abordar esto, los investigadores cargaron células de islotes pancreáticos de rata en fibras de hidrogel de 1,0 mm y 0,35 mm de espesor y probaron qué tan bien se desempeñaron las fibras en la secreción de insulina.estimulación con glucosa. Aunque las células en hidrogeles de 0,35 mm de espesor funcionaron mejor, las células en fibras de 1,0 mm de diámetro funcionaron lo suficientemente bien como para probarlas en ratones diabéticos en el siguiente paso. Aquí, los investigadores trasplantaron los dos tipos de hidrogeles enLas cavidades intraperitoneales de los ratones diabéticos y midieron los niveles diarios de glucosa en sangre sin ayunar. Sorprendentemente, las fibras de 1,0 mm de grosor normalizaron los niveles de glucosa en sangre de los ratones diabéticos durante un período de cuatro veces más que las fibras de 0,35 mm de grosor, lo que sugiere una mayor longevidad.de células pancreáticas encapsuladas en fibras de hidrogel más gruesas. Además, el análisis microscópico no mostró evidencia de reacciones de cuerpos extraños de fibras de 1.0 mm de espesor, mientras que las fibras de 0.35 mm de espesor parecían haberse deteriorado con el paso del tiempo. hora.
"Estos son resultados sorprendentes que muestran cómo la encapsulación de hidrogel en fibras de 1.0 mm de grosor proporciona inmunoprotección a largo plazo para los islotes pancreáticos mientras mantiene su función para controlar las concentraciones de glucosa en sangre en ratones diabéticos", dice Takeuchi. "Nuestros hallazgos proporcionan nuevos conocimientosen el tratamiento basado en la terapia celular de la diabetes mellitus tipo 1 ".
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Materiales proporcionado por Instituto de Ciencias Industriales, Universidad de Tokio . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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