Los dispositivos médicos implantados en el cuerpo para la administración de fármacos, la detección o la regeneración de tejidos generalmente se ven afectados por el sistema inmunitario del huésped. Las células de defensa trabajan para aislar el material que consideran extraño al cuerpo, construyendo una pared de tejido cicatricial denso alrededor deldispositivos, que eventualmente se vuelven incapaces de realizar sus funciones.
Investigadores del MIT y del Boston Children's Hospital han identificado una molécula de señalización que es clave para este proceso de "fibrosis" y han demostrado que el bloqueo de la molécula evita que se forme el tejido cicatricial. Los hallazgos, publicados en la edición del 20 de marzo de Materiales de la naturaleza , podría ayudar a los científicos a extender la vida útil de muchos tipos de dispositivos médicos implantables.
"Esto nos da una mejor comprensión de la biología detrás de la fibrosis y potencialmente una forma de modular esa respuesta para prevenir la formación de tejido cicatricial alrededor de los implantes", dice Daniel Anderson, profesor asociado en el Departamento de Ingeniería Química del MIT, miembro deEl Instituto Koch del MIT para la Investigación Integral del Cáncer y el Instituto de Ingeniería y Ciencia Médica IMES, un afiliado en el Boston Children's Hospital, y el autor principal del estudio.
El autor principal del artículo es el Instituto Koch y el postdoc JDRF Joshua Doloff.
Prevención de la fibrosis
El laboratorio de Anderson ha estado trabajando durante varios años en un dispositivo implantable que podría imitar la función del páncreas, ofreciendo potencialmente un tratamiento a largo plazo para pacientes con diabetes. El dispositivo encapsula las células de los islotes productores de insulina dentro de un material llamado alginato, un polisacáridose encuentra naturalmente en las algas. El alginato provoca una respuesta inmune menor que los materiales hechos por el hombre como el metal, pero aún induce fibrosis.
Para investigar cómo ocurre la fibrosis, el equipo del MIT eliminó sistemáticamente diferentes componentes del sistema inmune en ratones. Descubrieron que las células llamadas macrófagos son necesarias para que ocurra la fibrosis, y que cuando faltan esas células, no se forma tejido cicatricial alrededordispositivos implantados.
Luego, los investigadores identificaron una molécula de señalización que parece ayudar a los precursores de macrófagos conocidos como monocitos a diferenciarse en macrófagos maduros, que luego inician la fibrosis. También descubrieron que si bloqueaban los receptores de la superficie celular para esta molécula, conocida como CSF1, podrían prevenirfibrosis inducida por implante.
Es importante destacar que esta interferencia no impidió que los macrófagos realizaran otras funciones críticas.
"Demostramos que conserva muchas otras funciones inmunes importantes, incluida la cicatrización de heridas y la fagocitosis, pero pierde esta cascada fibrótica", dice Doloff. "Estamos evitando que los macrófagos se activen en un estado de advertencia activado donde suena la alarmapara que aparezca esta respuesta inmune masiva "
En este estudio, los investigadores mostraron que el bloqueo de los receptores CSF1 previno la fibrosis no solo con alginato sino también con cerámica y un plástico llamado poliestireno.
"Es generalizable a muchos tipos diferentes de biomateriales, y con suerte también será generalizable a muchas plataformas para diferentes propósitos", dice Doloff.
enfoque dirigido
Otros dispositivos implantables cuyas funciones pueden ser interrumpidas por la fibrosis incluyen sensores de glucosa para diabéticos, marcapasos y cualquier otro dispositivo que necesite interactuar con el tejido circundante.
Actualmente, Doloff y el postdoctorado Shady Farah, quien también es coautora del estudio Nature Materials, están trabajando en formas de administrar el fármaco de bloqueo CSF1R junto con varios tipos de dispositivos implantables. Este enfoque dirigido tiene el potencial de sermás seguro que otra estrategia que algunos investigadores han probado, que es la supresión generalizada del sistema inmune.
"Si usa un medicamento de amplio espectro, puede deshacerse de los tipos de células que son importantes para reducir la fibrosis o incluso para otras funciones inmunes vitales en el cuerpo: curación de heridas o lucha contra parásitos, bacterias o infecciones virales,"Dice Doloff.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Instituto de Tecnología de Massachusetts . Original escrito por Anne Trafton. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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