Este año, se espera que la Administración de Alimentos y Medicamentos de los Estados Unidos apruebe los trasplantes de islotes como tratamiento para personas con diabetes tipo 1. Los trasplantes, que entregan células productoras de insulina para reemplazar las que se perdieron a causa de la enfermedad, se han clasificado como experimentales en los Estados Unidos desde que se realizaron por primera vez hace más de 20 años.

Los trasplantes de islotes son muy prometedores para el tratamiento de la diabetes tipo 1, especialmente para lo que coloquialmente se conoce como «diabetes frágil», en la que los pacientes tienen muchas dificultades para controlar de forma segura su azúcar en la sangre con inyecciones de insulina, dijo el radiólogo intervencionista de Stanford Avnesh Thakor, MD, PhD, que realiza investigaciones sobre la biología y el trasplante de islotes.

Casi 1.6 millones de estadounidenses tienen diabetes tipo 1, y es probable que más de 70,000 sean buenos candidatos para el trasplante de islotes.

Pero los trasplantes de islotes vienen con un conjunto único de desafíos técnicos, incluida la garantía de que las células reciban suficiente oxígeno para mantenerse vivas después del trasplante. El equipo de Thakor abordó recientemente este tema en un artículo publicado en Advanced Functional Materials.

La diabetes tipo 1 interfiere con la capacidad del cuerpo para regular el azúcar en la sangre. Al principio de la enfermedad, el sistema inmunitario ataca a las células beta productoras de insulina dentro de los grupos de células pancreáticas llamados islotes; esto impide que las células beta fabriquen la hormona reguladora del azúcar, la insulina.

Trasplantar islotes sanos de un donante fallecido ofrece a los pacientes la oportunidad de experimentar algo bastante parecido a una cura para la diabetes, aunque deben tomar medicamentos inmunosupresores para mantener seguros los nuevos islotes.

Sin embargo, los trasplantes de islotes se enfrentan a complejidades que otros trasplantes de órganos no.

» Cuando trasplantas islotes, no es como trasplantar un órgano sólido, como un corazón o un riñón», me dijo Thakor. Durante un trasplante de órgano sólido, los vasos sanguíneos del órgano se conectan quirúrgicamente al sistema circulatorio del paciente. De inmediato, el tejido trasplantado recibe un buen flujo sanguíneo y suficiente oxígeno.

Con un trasplante de islotes, es diferente. En una persona sana, las células productoras de hormonas que regulan la glucosa en sangre se dispersan en pequeños grupos o» islas » (de ahí su nombre) por todo el páncreas. El trasplante implica aislar solo los islotes del páncreas de un donante fallecido e inyectarlos en el hígado del receptor. (Los islotes trasplantados no se inyectan en el páncreas porque el páncreas es un órgano delicado y frágil que también fabrica enzimas digestivas. Si se perturba el páncreas, tiende a empezar a digerir cosas. No es bueno.)

Los islotes trasplantados se instalan en el hígado, con nuevos vasos sanguíneos creciendo gradualmente alrededor de ellos.

«Cuando los inyectamos, simplemente oramos y esperamos que reciban un nuevo suministro de sangre a tiempo para mantenerlos vivos, y eso es un problema», dijo Thakor. Alrededor del 60% de los islotes trasplantados mueren en las dos primeras semanas después del trasplante porque aún no han establecido un suministro de sangre y, por lo tanto, no reciben suficiente oxígeno.

Así que el equipo de Thakor ideó un bioscaffold que proporciona a los islotes un suministro de oxígeno seguro y constante hasta que crezcan nuevos vasos sanguíneos. El andamio es una especie de ensalada de gelatina de alta tecnología: algo blando con otras cosas incrustadas en él. La parte similar a gelatina está hecha de colágeno, lo que es ventajoso porque no desencadenará una respuesta inmunitaria.

El armazón tiene poros lo suficientemente grandes como para que los islotes se aniden, así como microporos más pequeños que pueden guiar el recrecimiento de los vasos sanguíneos. Y, en la innovación más importante del equipo, los investigadores incorporaron un material generador de oxígeno llamado peróxido de calcio en el andamio. Después del trasplante, el peróxido de calcio se descompone gradualmente, dando a las células un suministro constante de oxígeno durante aproximadamente dos semanas.

Los investigadores probaron su bioscafold en ratones diabéticos, implantando andamios que contenían islotes en una almohadilla de grasa de cada animal. En comparación con los animales que recibieron inyecciones tradicionales de islotes, o los animales que recibieron islotes en biosafuertes que carecían de peróxido de calcio, los animales que recibieron implantes de islotes en biosafuertes generadores de oxígeno tuvieron el mejor control de glucosa en sangre a las dos, tres y cuatro semanas después del trasplante.

El equipo de Thakor espera ampliar aún más lo que bioscaffold puede hacer. Por ejemplo, también están explorando la posibilidad de incrustar células madre en el armazón para fomentar el crecimiento de nuevos vasos sanguíneos en los islotes. Otra posibilidad es la incorporación de nanopartículas que podrían liberar aminoácidos y otros nutrientes para los islotes trasplantados.

«Nos estamos concentrando en cómo ayudar a que el número máximo de islotes sobreviva al procedimiento de trasplante», dijo Thakor. «Queremos optimizar el microambiente de estas células para facilitar su injerto, supervivencia y función en el paciente.»

Imagen de Minerva Studio