Okinawa, Japón.- Un método de microencapsulación, desarrollado por científicos de la Okinawa Institute of Science and Technology Graduate University (OIST), podría ayudar a superar los principales desafíos en el trasplante de páncreas.

La diabetes es una de las principales causas de muerte. Los pacientes con diabetes tipo 1 tienen sus células de secreción de insulina destruidas por el sistema inmunológico y requieren de inyecciones diarias de insulina. El trasplante de islotes pancreáticos es un tratamiento efectivo que puede reducir dramáticamente la dosis diaria o aun eliminar la dependencia en la insulina externa. Las células productoras de insulina son inyectadas en un hígado receptor. Después de un período de adaptación ellas empiezan a producir la cantidad de hormona necesaria para los pacientes diabéticos.

Sin embargo, mientras que el procedimiento de trasplante ha mostrado grandes mejoras en los últimos años, la recolección, preservación y transporte de estas células aun tienen muchos desafíos. La investigación publica en Advanced Healthcare Materials por científicos del OIST en colaboración con la University of Washingyon y Wuhan University of Technology ofrece algunas soluciones para algunos de estos problemas.

La producción y secreción de insulina ocurre en el páncreas, una glándula endocrina en el sistema digestivo. Las células que secretan insulina están agrupadas en islotes pancreáticos. A pesar de su rol crucial en el bienestar del organismo estos islotes representan solo un pequeño porcentaje del tejido pancreático. El trasplante de islotes no requieren de intervenciones quirúrgicas complejas y frecuentemente se realiza bajo anestesia local. También es más barato y puede ser más seguro que el trasplante de todo el páncreas. Desafortunadamente, solo los islotes humanos pueden ser trasplantados y su abastecimiento es un problema.

La criopreservación es un método comúnmente usado para la preservación y transporte de islotes. Pero no es completamente seguro. Uno podría pensar que el almacenamiento a temperaturas inferiores a -190 oC es la fase más peligrosa. Sin embargo, las células son muy buenas para sopórtalas. Es el mismo proceso de congelación (-15 a -60 oC) lo que representa el mayor desafío. A medida que las células se enfrían, el agua dentro y alrededor de las células se congela.

Un grupo multidisciplinario de científicos liderados por el Prof. Amy Shen, jefe de la Micro/Bio/Nanofluidics Unit en OIST, desarrollaron un nuevo método de criopreservación que no sólo ayuda a proteger los islotes pancreáticos del daño del hielo, sino también facilita la evaluación en tiempo real de la viabilidad de la célula. Además, este método puede reducir el rechazo del trasplante y, a su vez, disminuir el uso de medicamentos inmunosupresores, que podría poner en peligro la salud del paciente.

La nueva técnica emplea un dispositivo de gotita de microfluidos para encapsular los islotes pancreáticos en hidrogel elaborado de alginato, un polímero extraído de las macroalgas. Estas capsulas tienen una única microestructura: una red porosa y una considerable cantidad de agua que no se congela.

La encapsulación de los islotes reduce el riesgo de rechazo de las células trasplantadas por el receptor. Las capsulas de hidrogel permiten que pequeñas moléculas, por ejemplo: nutrientes y secreciones, pasen a través de la membrana fácilmente, pero evita el contacto directo entre los islotes implantados y las células huésped.

Referencia:
Chen, W., Shu, Z., Gao, D. and Shen, A. Q. (2015), Sensing and Sensibility: Single-Islet-based Quality Control Assay of Cryopreserved Pancreatic Islets with Functionalized Hydrogel Microcapsules. Advanced Healthcare Materials. doi: 10.1002/adhm.201500515
http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adhm.201500515/abstract