Diseñan páncreas que ofrece terapia más eficaz para la diabetes tipo 1

 Aumenta la supervivencia celular, la sensibilidad a la glucosa y la secreción oportuna de la insulina

 

Un equipo de investigadores del Hospital Brigham y de Mujeres, en colaboración con colegas de la Universidad Harvard y la Facultad de Medicina de la Universidad de Massachusetts, en Estados Unidos, diseñó un páncreas bioartificial mejorado que ofrece la posibilidad de tratamiento más rápido y eficaz para los pacientes de diabetes tipo 1, según publican en la revista Proceedings, de la Academia Nacional de Ciencias de Estados Unidos.

Más de 40 millones de personas en el mundo padecen diabetes mellitus de tipo 1, enfermedad autoinmune en la que las células beta productoras de insulina del páncreas son destruidas por el sistema inmunitario.

Existen varios métodos de tratamiento nuevos y emergentes para esa afección, como los dispositivos de macroencapsulación (DEM), compartimentos diseñados para albergar y proteger las células secretoras de insulina. Como una armadura, salvaguarda a las células de su interior de los ataques (del sistema inmunitario del huésped) al tiempo que permiten la entrada y salida de nutrientes para que las células sobrevivan.

Pero esos dispositivos tienen varias limitaciones y la ampliación para su uso en humanos ha sido un reto. Ahora los investigadores diseñaron uno mejorado por convección (ceDEM), que puede bañar continuamente las células con los nutrientes que necesitan y mejorar la capacidad de carga celular, al tiempo que aumenta la supervivencia celular, la sensibilidad a la glucosa y la secreción oportuna de insulina. En modelos preclínicos, respondió de forma rápida a los niveles de azúcar en la sangre a los dos días de ser implantado.

Mayor viabilidad

"Gracias a los recientes avances, estamos cada vez más cerca de disponer de una fuente ilimitada de células tipo beta que puedan responder a la glucosa segregando insulina, pero el siguiente reto es introducir esas células en el cuerpo de forma mínimamente invasiva y que tengan una longevidad con una función máxima . Nuestro dispositivo demostró una mayor viabilidad celular y un retraso mínimo tras el trasplante. Es una sólida prueba de concepto preclínica para este sistema".

Los DEM actuales son dependientes de la difusión: los nutrientes se difunden a través de la membrana exterior del dispositivo y sólo un número de células puede recibir nutrientes y oxígeno y, a su vez, secretar insulina, aseguró Jeff Karp, autor correspondiente y doctor e investigador principal y catedrático distinguido de anestesiología clínica, medicina perioperatoria y del dolor.

El ceDEM se diseñó para proporcionar nutrientes por convección a través de un flujo continuo de fluido a las células encapsuladas, lo que permite que múltiples capas de células crezcan y sobrevivan. El prototipo del equipo cuenta con dos cámaras: una de equilibrio (EqC), que recoge los nutrientes del entorno y una celular (CC), que alberga las células protegidas.

La EqC está encerrada en politetrafluoroetileno, membrana semipermeable con poros que permiten la entrada de fluidos, y otra interior adicional que rodea el CC permite el transporte selectivo de nutrientes y protege contra las respuestas inmunitarias.

"El dispositivo ceDEM tiene el potencial de ser un sistema autónomo que no requeriría la recarga y sustitución constantes de los cartuchos de insulina", aseguró Kisuk Yang, autor principal del estudio y ex becario posdoctoral en el Laboratorio Karp y ahora profesor de la Universidad Nacional de Incheon, en Corea del Sur.

Crean nariz electrónica capaz de detectar varias enfermedades

 El Instituto de Ciencias Aplicadas y Tecnología (ICAT), de la Universidad Nacional Autónoma de México, y el grupo SensAvan, del Centro Superior de Investigaciones Científicas (CSIC), de España, desarrollan una nariz electrónica que olfatea algunas enfermedades como diabetes, cáncer de pulmón y asma.

Con tan sólo soplar en ese dispositivo será suficiente para que un médico general sepa si la persona está sana o en etapa inicial de algún padecimiento. Se trata de un sistema olfativo artificial compuesto por una matriz de dispositivos sensores basados en nanomateriales.

La nariz es tan pequeña que cabe en la palma de la mano. Sin embargo, todavía está a prueba en diferentes laboratorios del mundo. Se ha utilizado con éxito, pero de manera experimental, en el diagnóstico no invasivo de cáncer, asma y enfermedad pulmonar obstructiva crónica.

La Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM) informó que los sensores contienen diversos materiales. No obstante, nanopartículas de óxidos metálicos, nanohilos, nanotubos y grafeno son algunos de los que están en estudio a fin de utilizarlos como nuevas capas sensibles en dispositivos basados en ondas acústicas.

En sus investigaciones, las instituciones prueban varias matrices con diferentes tipos de sensores, a fin de aplicarlas en apoyo del diagnóstico médico y en la observación del medio ambiente.

Aliento en vez de muestra de sangre

Daniel Matatagui, de SensAvan, quien desarrolló el dispositivo en el ICAT junto con su alumno Fabio Andrés Bahos, en colaboración con el CSIC, explicó: "Imagina que con el aliento, en vez de una muestra de sangre, el médico podrá detectar patologías. Podríamos saber, también con una muestra de aire, qué tan contaminada está una zona específica de Madrid o de la Ciudad de México".

Químicos y ondas acústicas

En la nariz electrónica las moléculas de los químicos que contienen el aliento y el aire interfieren con las ondas acústicas de los dispositivos (similares a las sísmicas) y generan un cambio en dicha onda.

Esta señal es traducida y medida con un mecanismo electrónico en el que se integra la matriz de sensores. Luego, con técnicas de reconocimiento de pautas, se extrae información sobre qué contiene una muestra de aliento o de aire contaminado.

El sistema olfativo artificial envía la señal a una computadora, a un teléfono celular o a otro dispositivo similar.

De acuerdo con los especialistas, el aliento contiene sustancias que son marcadores específicos de enfermedades. La diabetes genera un aumento importante en la concentración de cuerpos cetónicos; en las afecciones renales se incrementa el amoniaco; en el asma, el óxido nítrico; en el cáncer de pulmón se produce monóxido de carbono; en la enfermedad del hígado, sulfuro de dimetilo; en la esquizofrenia, etano, por ejemplo.

La meta, agregaron, es desarrollar un sistema olfativo artificial que sirva para una revisión rápida y una primera prueba que confirme o descarte un padecimiento. Si resulta positiva, el médico general recomendará a qué especialista consultar.