Un gel antioxidante preserva la función de los islotes después de la extirpación del páncreas

Investigadores de la Universidad Northwestern (Estados Unidos) han desarrollado un nuevo biomaterial antioxidante que algún día podría brindar el alivio que tanto necesitan las personas que viven con pancreatitis crónica. El estudio se publica en la revista ‘Science Advances’. Antes de que los cirujanos extirpen el páncreas de pacientes con pancreatitis crónica grave y dolorosa, primero recolectan grupos de tejido productores de insulina, llamados islotes, y los trasplantan a la vasculatura del hígado. El objetivo del trasplante es preservar la capacidad del paciente para controlar sus propios niveles de glucosa en sangre sin inyecciones de insulina. Desafortunadamente, el proceso destruye inadvertidamente entre el 50% y el 80% de los islotes y un tercio de los pacientes se vuelven diabéticos después de la cirugía. Tres años después de la cirugía, el 70% de los pacientes requieren inyecciones de insulina, que van acompañadas de una lista de efectos secundarios, entre ellos aumento de peso, hipoglucemia y fatiga. En el nuevo estudio, los investigadores trasplantaron islotes del páncreas al epiplón (el tejido graso grande, plano que cubre los intestinos) en lugar del hígado. Y, para crear un microambiente más saludable para los islotes, los investigadores adhirieron los islotes al epiplón con un biomaterial inherentemente antioxidante y antiinflamatorio, que se transforma rápidamente de líquido a gel cuando se expone a la temperatura corporal. En estudios con ratones y primates no humanos, el gel previno con éxito el estrés oxidativo y las reacciones inflamatorias, mejorando significativamente la supervivencia y preservando la función de los islotes trasplantados. Es la primera vez que se utiliza un gel antioxidante sintético para preservar la función de los islotes trasplantados.

Malos resultados tras el trasplante de islotes pancreáticos

'Aunque el trasplante de islotes ha mejorado a lo largo de los años, los resultados a largo plazo siguen siendo malos', afirma Guillermo A. Ameer, de Northwestern, quien dirigió el estudio. 'Es evidente la necesidad de soluciones alternativas. Hemos diseñado un material sintético de última generación que proporciona un microambiente de apoyo para la función de los islotes. Cuando lo probamos en animales, tuvimos éxito. Mantuvo la función de los islotes maximizada y restableció los niveles normales de azúcar en sangre. También informamos de una reducción en las unidades de insulina que requerían los animales'. 'Con este nuevo enfoque, esperamos que los pacientes ya no tengan que elegir entre vivir con el dolor físico de la pancreatitis crónica o las complicaciones de la diabetes', añade Jacqueline Burke , profesora asistente de investigación de ingeniería biomédica en Northwestern y primera autora del artículo. Para proteger los islotes y mejorar los resultados, Ameer recurrió a la plataforma de biomateriales a base de citrato con propiedades antioxidantes inherentes desarrollada en su laboratorio. Utilizados en productos aprobados por la Administración de Drogas y Alimentos de EE. UU. para cirugías musculoesqueléticas, los biomateriales a base de citrato han demostrado la capacidad de controlar las respuestas inflamatorias del cuerpo. Ameer se propuso investigar si una versión de estos biomateriales con propiedades de cambio de fase biodegradables y sensibles a la temperatura proporcionaría una alternativa superior a un gel biológico obtenido de la sangre.

Material que se convierte en gel a temperatura corporal

En cultivos celulares, tanto los islotes de ratón como los humanos almacenados dentro del gel a base de citrato mantuvieron su viabilidad mucho más tiempo que los islotes en otras soluciones. Cuando se exponen a la glucosa, los islotes secretan insulina, demostrando una funcionalidad normal. Más allá de los cultivos celulares, el equipo de Ameer probó el gel en modelos animales pequeños y grandes. Líquido a temperatura ambiente, el material se convierte en gel a temperatura corporal, por lo que es fácil de aplicar y se mantiene en su lugar con facilidad. En los estudios con animales, el gel fijó eficazmente los islotes en el epiplón de los animales. En comparación con los métodos actuales, sobrevivieron más islotes y, con el tiempo, los animales restauraron los niveles normales de glucosa en sangre. Según Ameer, el éxito se debe en parte a la biocompatibilidad y la naturaleza antioxidante del nuevo material. 'Los islotes son muy sensibles al oxígeno', comenta Ameer. 'Se ven afectados tanto por la falta de oxígeno como por el exceso de oxígeno. Las propiedades antioxidantes innatas del material protegen las células. El plasma de tu propia sangre no ofrece el mismo nivel de protección'. Después de unos tres meses, el cuerpo reabsorbió entre el 80 y el 90% del gel biocompatible. Pero llegado ese momento ya no era necesario. 'Lo fascinante es que los islotes regeneraron vasos sanguíneos', matiza Ameer. 'El cuerpo generó una red de nuevos vasos sanguíneos para reconectar los islotes con el cuerpo. Se trata de un gran avance porque los vasos sanguíneos mantienen los islotes vivos y sanos. Mientras tanto, nuestro gel simplemente se reabsorbe en el tejido circundante, dejando poca evidencia'. Ameer pretende probar su hidrogel en modelos animales durante un período de tiempo más largo. Según explica, el nuevo hidrogel también podría usarse para diversas terapias de reemplazo celular, incluidas las células beta derivadas de células madre para el tratamiento de la diabetes.