La terapia celular está siendo cada vez más utilizada para abordar distintas enfermedades. A diferencia de los medicamentos clásicos como los comprimidos o las cápsulas, los nuevos fármacos combinan los mejores biomateriales y células para crear sistemas de liberación de sustancias terapéuticas. La utilización de células madre (aquellas capaces de diferenciarse en cualquier tipo de células) ha supuesto un gran avance, siendo cada vez más utilizadas por muchos grupos de investigación. No obstante, para poder emplear todo el potencial de las células madre, es necesario diseñar y desarrollar  sistemas que permitan su transporte e implantación adecuados.

La microencapsulación celular consiste en la inmovilización de células capaces de secretar sustancias terapéuticas para su liberación durante largos periodos de tiempo. Dependiendo de las sustancias que secreten las células encapsuladas, su aplicación será diferente, abordando múltiples patologías.

Las células madre ofrecen una serie de ventajas respecto a otros tipos de célula, por lo que cada vez son más utilizadas en distintas áreas de la terapia celular. Se trata de células que secretan sustancias inmunomoduladoras, con capacidad de modificar el sistema inmune. Además, el organismo en el que se implantan no las reconoce como extrañas, pudiendo ser incorporadas en otras especies sin que produzcan el rechazo inmunológico. Por otro lado, son capaces de diferenciarse en varios tipos de célula, abriendo así el abanico de posibilidades que ofrecen a otras terapias como la medicina regenerativa.

En este trabajo del grupo de investigación NanoBioCel de la UPV/EHU se ha desarrollado un sistema biomimético, utilizando las células madre mesenquimales D1 modificadas genéticamente, para secretar eritropoietina (EPO). Las microcáspsulas, donde se inmovilizaron las células, fueron modificadas utilizando diferentes concentraciones de un péptido de adhesión para mejorar la supervivencia celular.

Los resultados obtenidos demostraron que las microcápsulas que contenían el péptido de adhesión mejoraron la actividad de las células madre encapsuladas, obteniendo una mayor secreción de EPO. Además, se pudo observar que los sistemas diseñados no afectaron a las células inmovilizadas, manteniendo sus características. En una segunda fase, se realizaron los experimentos después de implantar las microcápsulas en animales, para ver la influencia que podía provocar el entorno in vivo en el comportamiento de las células madre encapsuladas. Aunque al realizar el estudio en ratones no se observaran diferencias significativas entre las células madre inmovilizadas en microcápsulas elaboradas con o sin el péptido de adhesión, la mayoría de las células se mantuvieron vivas durante todo el ensayo. También se observó que la secreción de la sustancia terapéutica fue en aumento a lo largo del tiempo.

Actualmente, varios grupos están realizando investigaciones, incluidos ensayos clínicos, relacionadas con la microencapsulación celular, ya que se trata de una alternativa terapéutica prometedora para enfermedades crónicas que en la actualidad carecen de tratamiento eficaz. Por otro lado, la incorporación de células madre en esta tecnología ofrece nuevas posibilidades, facilitando la combinación de sistemas de secreción de medicamentos y la medicina regenerativa.

Grupo de Micro y Nano Tecnologías, Biomateriales y Células

NanoBioCel es el grupo de investigación del Laboratorio de Farmacia y Tecnología Farmacéutica de la UPV/EHU. Se trata de un Grupo Consolidado de la Universidad del País Vasco desde el año 2001 y está dirigido por el catedrático José Luis Pedraz Muñoz. Está implicado en importantes proyectos de investigación en el campo de la tecnología farmacéutica, terapia celular, caracterización de biomateriales y, especialmente, en el desarrollo de nuevos medicamentos de liberación controlada y continua de fármacos, péptidos, proteínas, DNA y células. Además, el Laboratorio de Farmacia y Tecnología Farmacéutica forma parte de la Unidad de Desarrollo Farmacéutico (UDF),  fundada en 1997, que es una sección de TECNALIA, localizada en el Parque Tecnológico de Álava.

Referencia bibliográfica

Garate, A., Ciriza, J., Casado, J.G., Blázquez, R., Pedraz, J.L., Orive, G., Hernández, R.M. Assessment of the Behavior of Mesenchymal Stem Cells Immobilized in Biomimetic Alginate Microcapsules. Molecular Pharmaceutics. 2015 Nov 2; 12(11): 3953-62.

Fotos: Nuria González. UPV/EHU