Tratamiento para la diabetes a través de sistema de encapsulación 3D//Treatment for diabetes through 3D encapsulation system


Investigadores del grupo NanoBioCel, que lidera José Luis Pedráz en el CIBER-BBN y la Universidad del País Vasco (UPV/EHU), analizan nuevos sistemas de macroencapsulación de células beta, que combinan un hidrogel de alginato inyectable con un dispositivo implantable externo impreso en 3D, para proteger a las células y aumentar su supervivencia en los tratamientos de diabetes mellius tipo 1.

15631855185d2c516eb4f11822149568.jpgLa diabetes mellitus tipo 1 es una enfermedad autoinmune caracterizada por la deficiencia de insulina causada por la destrucción específica de las células pancreáticas, que provoca niveles altos de glucosa en sangre. El trasplante de islotes pancreáticos es una terapia prometedora para restablecer la producción de insulina regulada naturalmente y restaurar la función celular en pacientes diabéticos y en este sentido, la encapsulación celular se ha convertido en un enfoque prometedor para superar los problemas de trasplante al eliminar la necesidad de inmunosupresión, debido a la introducción de una barrera física entre las células implantadas y el receptor.

Este trabajo, que forma parte de la tesis doctoral del investigador Albert Espona-Noguera, se centra en el desarrollo de una macrocápsula externa que protege a las células beta que se encuentran embebidas en el hidrogel interno, y al mismo tiempo que permite la ubicación precisa del implante en el cuerpo.

Además, este sistema de encapsulación celular permite la extracción de una manera sencilla de los injertos en caso de que el implante falle o se requiera la renovación de las células terapéuticas.

Diabetes 2.jpg

En este estudio, las células beta encapsuladas dentro de todos los dispositivos mantuvieron su función secretora de insulina, pero el dispositivo hidrófobo con un tamaño de poro más pequeño mostró mejores valores de viabilidad celular y, por lo tanto, “podría ser el mejor candidato para el desarrollo de una terapia de reemplazo de células beta seguras” en este tipo de pacientes.

“Hemos evaluado el efecto biológico de la superficie de los dispositivos de macroencapsulación (hidrofilicidad y porosidad) en cuatro sistemas distintos. Dichos dispositivos fueron capaces de contener con éxito células beta de rata integradas en hidrogeles de alginato, y aunque todos ellos mostraron una gran biocompatibilidad, la baja adhesión celular en la superficie de los hidrófobos podría reducir la respuesta inmunológica al implantarse”, señala José Luis Pedráz.

En este sistema, el hidrogel de alginato proporciona una matriz de apoyo inmunoprotectora donde las células beta permanecen integradas, mientras que el dispositivo de macroencapsulación semipermeable confiere protección mecánica, así como un fácil manejo y recuperación.

sergio-arias-ramon_SAR0678.jpgSegún ha explicado José Luis Pedráz, el objetivo era lograr un dispositivo de macroencapsulación no degradable, con una superficie funcional y biocompatible, capaz de estabilizar el hidrogel de alginato interno, garantizando la bioseguridad del sistema y proporcionando inmunoprotección.

Además, destaca que el sistema de doble encapsulación debe “garantizar la difusión apropiada de oxígeno, nutrientes y hormonas como la insulina, mientras que se mantiene la viabilidad y función biológica de las células beta”.

Fuentes: https://innovadores.larazon.es/es/not/dispositivos-de-encapsulacion-celular-con-tecnologia-3d-para-tratar-la-diabetes

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Researchers from the NanoBioCel group, led by José Luis Pedráz at the CIBER-BBN and the University of the Basque Country (UPV / EHU), are analyzing new beta-cell macroencapsulation systems, which combine an injectable alginate hydrogel with an external implantable device printed on 3D, to protect cells and increase their survival in diabetes mellius type 1 treatments.

15631855185d2c516eb4f11822149568.jpgType 1 diabetes mellitus is an autoimmune disease characterized by insulin deficiency caused by the specific destruction of pancreatic cells, which causes high levels of blood glucose. Pancreatic islet transplantation is a promising therapy to restore the production of naturally regulated insulin and restore cellular function in diabetic patients and in this sense, cell encapsulation has become a promising approach to overcome transplant problems by eliminating the need of immunosuppression, due to the introduction of a physical barrier between the implanted cells and the receptor.

This work, which is part of the doctoral thesis of the researcher Albert Espona-Noguera, focuses on the development of an external macrocapsule that protects the beta cells that are embedded in the internal hydrogel, and at the same time allows the precise location of the implant in the body.

Furthermore, this system of cellular encapsulation allows the extraction of a simple way of the grafts in case the implant fails or the renewal of the therapeutic cells is required.

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In this study, the beta cells encapsulated within all devices maintained their insulin secretory function, but the hydrophobic device with a smaller pore size showed better cell viability values ​​and, therefore, “could be the best candidate for the development of a safe beta-cell replacement therapy “in this type of patients.

“We have evaluated the biological effect of the surface of macroencapsulation devices (hydrophilicity and porosity) in four different systems. These devices were able to successfully contain rat beta cells integrated in alginate hydrogels, and although all of them showed great biocompatibility, the low cell adhesion on the surface of the hydrophobes could reduce the immune response when implanted, “says José Luis Pedráz

In this system, the alginate hydrogel provides an immunoprotective support matrix where the beta cells remain integrated, while the semipermeable macroencapsulation device provides mechanical protection, as well as easy handling and recovery.

sergio-arias-ramon_SAR0678.jpgAccording to José Luis Pedráz, the objective was to achieve a non-degradable macroencapsulation device, with a functional and biocompatible surface, capable of stabilizing the internal alginate hydrogel, guaranteeing the biosecurity of the system and providing immunoprotection.

In addition, it emphasizes that the double encapsulation system must “guarantee the proper diffusion of oxygen, nutrients and hormones such as insulin, while maintaining the viability and biological function of beta cells.”

Sources: https://innovadores.larazon.es/es/not/de-depositivos-de-encapsulacion-celular-con-tecnologia-3d-para-tratar-la-diabetes

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