Investigadores de la Universidad de Cornell, Estados Unidos, han desarrollado un sistema de implantes que administra oxígeno adicional a células secretoras de insulina densamente pobladas (diabetes), evitando la necesidad de inmunosupresión. Los resultados, publicados en la revista Nature Communications, podrían aplicarse a otras enfermedades crónicas.
En la diabetes tipo 1, el sistema inmunitario destruye las células beta del páncreas, responsables de producir insulina. Sin esta hormona, la glucosa no puede ingresar en las células musculares y tisulares para generar energía. Los pacientes dependen de inyecciones diarias o bombas de insulina, tratamientos que, aunque efectivos, no eliminan las complicaciones de la enfermedad.
Innovación frente a un problema persistente
Los dispositivos de encapsulación de células secretoras de insulina ya habían mostrado eficacia en el control de la glucosa en sangre en ratones, pero con una duración limitada. Según explicó Lora Tran, coautora principal e investigadora doctoral, el mayor desafío es la falta de oxígeno en el implante, lo que provoca que las células mueran poco después de ser implantadas.
En investigaciones previas, las cápsulas sin oxígeno funcionaron durante más de un año en ratones, pero al aumentar la densidad celular, las células morían en dos semanas. Para resolverlo, el equipo creó un sistema de macroencapsulación asistida por bioelectrónica (BEAM).
Cómo funciona el sistema BEAM
El dispositivo es una cápsula cilíndrica con una sección transversal en forma de anillo que contiene las células secretoras de insulina. En su núcleo se ubica un generador electroquímico de oxígeno extraíble. La membrana externa, compuesta de nanofibras, protege a las células del sistema inmunitario, mientras que una membrana permeable central permite que el oxígeno llegue a las células.
Tran precisó que la tecnología debe cumplir dos requisitos esenciales: proteger a las células del ataque inmunitario y garantizar el intercambio de glucosa, nutrientes y otras moléculas necesarias para su funcionamiento.
Resultados prometedores en modelos animales
El sistema se probó en ratas con diabetes tipo 1, implantándolo por vía subcutánea. Las ratas con implantes oxigenados revirtieron la enfermedad durante tres meses sin necesidad de inmunosupresión. Mientras que el grupo de control, sin oxigenación, permaneció con niveles altos de glucosa.
La investigadora Linda Tempelman, coautora y directora ejecutiva de Persista Bio, destacó que esta prueba de concepto demuestra que la oxigenación es clave para mantener cápsulas de alta densidad celular y prolongar su eficacia.
Implicaciones para futuros tratamientos
El avance podría ampliar el acceso a trasplantes de islotes pancreáticos o terapias celulares sin los riesgos asociados a los fármacos inmunosupresores. Mejorando el control glucémico y ofreciendo una calidad de vida equiparable a la de una persona sin diabetes.
Los próximos ensayos se realizarán en modelos porcinos y con células madre humanas. Además, los investigadores planean adaptar el sistema para tratar otras enfermedades crónicas, implantando células que liberen endorfinas, enzimas u otras moléculas de manera continua, reduciendo la dependencia de medicación diaria.
Un paso hacia la medicina implantable personalizada
Tempelman proyecta un futuro en el que los implantes con células humanas alogénicas o derivadas de líneas de células madre puedan permanecer en el organismo durante años. Corrigiendo deficiencias específicas sin generar rechazo.
La tecnología desarrollada en Cornell representa un avance significativo en la búsqueda de tratamientos más duraderos, menos invasivos y libres de inmunosupresión. Con este nuevo descubrimiento se abre la puerta a terapias implantables para diversas patologías crónicas.
