Diseñan técnica que facilitaría el desarrollo de páncreas artificiales

Diseñan técnica que facilitaría el desarrollo de páncreas artificiales Según el Instituto Nacional del Cáncer, el cáncer de páncreas es uno de los cánceres más mortales. Solo el 8.5% de pacientes en EE.UU. vive cinco años luego del diagnóstico

Agencia Latina de Noticias de Medicina y Salud Pública

Los adelantos tecnológicos en medicina han permitido que pacientes con diabetes, por ejemplo, tengan a futuro la posibilidad de evitar las inyecciones de insulina si son aptos para el trasplante de células de los islotes pancreáticos. De acuerdo con estudios dedicados al tema, este tipo de células también podrían suplir algunas funciones del páncreas de manera artificial como controlar los niveles de glucosa y saber los momentos más adecuados y necesarios para secretar insulina.

Sin embargo, el éxito o fracaso del trasplante de estas células depende de la cantidad de oxígeno que reciben durante y luego del procedimiento, pues en caso de que la cantidad de oxígeno sea menor, las células no serán viables y no podrán producir insulina. Como hasta el momento no resulta posible medir el oxígeno, ingenieros del Instituto Tecnológico de Massachussets (MIT, por sus siglas en inglés) han desarrollado un método que permite calcular la cantidad de oxígeno que reciben o que usan las células durante periodos prolongados de tiempo. Así, podría considerarse una técnica predictiva para deducir cuáles grupos de células a trasplantar serán más eficaces.

El método se compone de imágenes de resonancia magnética (IRM) de un tipo específico. Al obtener varias, en diferentes etapas o momentos es posible monitorear los niveles de oxígeno de las células depositadas en la cavidad intraperitoneal. Según la publicación original dada a conocer en la revista ‘Proceedings of the National Academy of Sciences’, los científicos notaron en su investigación con modelos animales que los niveles de oxígeno se modifica mientras las células avanzan por la cavidad durante largos periodos de tiempo.

Nuestro objetivo es hacer que las fábricas celulares vivas puedan suministrar medicamentos a pedido de los pacientes. La capacidad de rastrear el suministro de oxígeno y la ubicación de las células implantadas nos ayudará a entender mejor cómo construir y utilizar terapias exitosas”, afirmó a infosalus.com el autor principal del estudio, Daniel Anderson, profesor asociado en el Departamento de Ingeniería Química del MIT, miembro del Instituto Koch para la Investigación Integrativa del Cáncer y del Instituto de Ingeniería Médica y Ciencia (IMES) del MIT.

En los últimos años, Anderson y un equipo de compañeros (entre los que se encuentra el profesor del Instituto David H. Koch, Robert Langer) han trabajado en la producción de células de islotes pancreáticos para implantar a través de cápsulas compuestas de alginato, una molécula que se encuentra en algas. De acuerdo con los investigadores, este tipo de cápsulas y procedimientos podrían ser un método para ‘ reemplazar las células de los islotes pancreáticos de personas con diabetes tipo 1, que no funcionan correctamente’, se explica en infosalus.com.

Las células que harían posible crear páncreas artificiales

Para llevar a cabo la medición de oxígeno, los científicos del MIT utilizaron IRM con flúor, ya que es una técnica menos invasiva que la convencional y utilizada en estudios previos enfocados hacia el rastreo de células vivas. En las resonancias magnéticas con flúor, contrario a las tradicionales, es posible establecer interacciones entre campos magnéticos y núcleos de flúor así como el efecto que se produce ante la presencia de oxígeno. En esta oportunidad se hizo uso de un material conocido como emulsión de perfluorocarbono en el alginato con el que se encapsulan las células de los islotes pancreáticos.

Como se explica en la publicación original, se hicieron pruebas con partículas de diámetros de 0,5 y1,5 mm de grosor, en ratones diabéticos y sanos. A los roedores sanos se les implantaron cápsulas de alginato sin células mientras que a los enfermos de diabetes se les implantaron cápsulas que contenían células de los islotes pancreáticos. Luego de ello se midieron los niveles de oxígeno en el área intraperitoneal durante 3 meses y mediciones de glucosa en los ratones diabéticos. Los análisis se realizaron utilizando un software de aprendizaje automático.

Los resultados mostraron que las cápsulas más pequeñas logran producir insulina para tratar a los modelos animales enfermos durante 30 días. Sin embargo, luego dejan de funcionar y se acumulan en las áreas grasas -especialmente en las extremidades- de los animales. Cuando esto ocurre, los niveles de glucosa aumentan. En el caso de las cápsulas más grandes, algunas se extendieron en áreas con mucho oxígeno y otras en zonas con bajos niveles de éste. Sin embargo, las células produjeron insulina suficiente para estabilizar a los ratones diabéticos durante varios meses.

Este tipo de estudios de imágenes involucran una gran cantidad de datos, y es extremadamente desafiante y muy propenso a errores seleccionar todas estas imágenes en 2D y tomar decisiones sobre cómo la posición de las cápsulas afecta a la concentración de oxígeno cuando lo realiza un observador humano”, dice Spanoudaki, otro de los investigadores participantes en el estudio. “Así que nos basamos en el aprendizaje automático para ir automáticamente a través de las imágenes y encontrar asociaciones entre las posiciones de las cápsulas y otros parámetros”, puntualizó.

Según los desarrolladores, su método para medir oxígeno podría mejorarse para ser utilizado en seres humanos y así obtener mejores resultados en nuevas versiones de células de islotes pancreáticos que puedan trasplantarse en pacientes con diabetes.

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