El infarto de miocardio es una de las principales causas de muerte debido al daño irreversible que se produce en el músculo cardíaco durante un ataque al corazón. La regeneración del tejido es mínima, por lo que dicho daño no puede repararse por sí solo. Los tratamientos actuales carecen de un método eficaz para prevenir la muerte y la posterior cicatrización del tejido. La cicatriz que se forma después del ataque cardíaco causa problemas permanentes como insuficiencia cardíaca.

Los investigadores desarrollaron y validaron un hidrogel basado en un material proteico específico, una recombinación tipo elastina (ELR). Los ELRs son una familia de biomateriales únicos diseñados y desarrollados en el grupo de investigación BIOFORGE, liderado por el profesor de la UVa J. Carlos Rodríguez Cabello y centrado en la búsqueda de sistemas avanzados para la medicina regenerativa.

El hidrogel se diseñó a medida con la finalidad de que imitase el entorno biológico del corazón después de sufrir un infarto de miocardio y para que estuviese dotado de las funcionalidades necesarias que permitiesen proteger y promover la regeneración del tejido cardíaco.

El efecto terapéutico de la inyección de este hidrogel fue evaluado durante un estudio pre clínico sin precedentes, demostrando su eficacia para la remodelación del tejido cardíaco después de un infarto. El equipo de investigación, formado por un consorcio internacional, comprobó que, si el hidrogel basado en ELR se inyectaba en el músculo cardíaco poco después de que hubiese ocurrido el infarto, se producía una gran reducción de la fibrosis (cicatrización del tejido cardíaco), un aumento en la generación de nuevos vasos sanguíneos en la zona y una regeneración del músculo cardiaco.

«La inyección de este hidrogel parece cambiar la forma en que evoluciona la curación del músculo cardíaco después de un ataque al corazón promoviendo los procesos regeneradores frente a los cicatrizales. Hay una muy significativa recuperación histológica, biológica y funcional positiva del músculo cardíaco lesionado», apunta la investigación. Así, se observó el aumento en la preservación, supervivencia y proliferación de los cardiomiocitos, un tipo de célula que permite que el corazón lata, en la zona afectada.

El proyecto «demuestra la eficacia sin precedentes de un sistema único basado en un solo biomaterial (ELRs), capaz de inducir un efecto curativo positivo en el tejido cardíaco después de un infarto de miocardio», señalan los investigadores, quienes añaden que los beneficios obtenidos por la inyección del hidrogel «respaldan y resaltan el uso potencial de este tratamiento en la clínica». El siguiente paso será desarrollar un prototipo de catéter para la administración del hidrogel de fácil uso para médico y paciente.

febrero 25/2021 (Dicyt)

Referencia

Contessotto, P. et al. (2021). Elastin-like recombinamers-based hydrogel modulates the post-ischemic remodelling in a clinically-relevant model of myocardial infarction. Science Translational Medicine. DOI: 10.1126/scitranslmed.aaz5380

En los últimos años, una ola de descubrimientos ha avanzado nuevas técnicas para usar las células T, un tipo de glóbulo blanco, en el tratamiento del cáncer. Para tener éxito, las células deben estar preparadas o enseñadas para detectar y reaccionar ante las señales moleculares que salpican las superficies de las células cancerosas.

El trabajo de educar a las células T de esta manera suele ocurrir en los ganglios linfáticos, glándulas pequeñas con forma de frijol que se encuentran en todo el cuerpo que albergan las células T. Pero en pacientes con cáncer y trastornos del sistema inmunológico, ese proceso de aprendizaje es defectuoso o, simplemente, no sucede.

Para abordar estos defectos, la terapia de refuerzo de células T actual requiere que los médicos extraigan las células T de la sangre de un paciente con cáncer y las vuelvan a inyectar después de la ingeniería genética o activación de las células en un laboratorio para que reconozcan el cáncer.

Uno de estos tratamientos, llamado terapia CAR-T, es costoso y está disponible solo en centros especializados con laboratorios capaces de diseñar células T. Además, generalmente toma entre seis y ocho semanas cultivar las células T en los laboratorios y, una vez reintroducidas en el cuerpo, las células no duran mucho en el cuerpo del paciente, por lo que los efectos del tratamiento pueden durar poco tiempo.

El nuevo trabajo, publicado en la revista Advanced Materials,  es una forma de diseñar de manera más eficiente células T. En concreto, para hacer que el ambiente de las células T diseñadas sea biológicamente más realista, los expertos probaron el uso de un polímero gelatinoso, o hidrogel, como plataforma para las células T. En el hidrogel, los científicos agregaron dos tipos de señales que estimulan y enseñan a las células T a concentrarse en objetivos extraños para destruirlos.

AMBIENTES EN LOS QUE PREFIEREN MOVERSE LAS CÉLULAS T

En sus experimentos, las células T activadas en hidrogeles produjeron un 50 por ciento más de moléculas llamadas citoquinas, un marcador de activación, que las células T mantenidas en placas de cultivo de plástico. ‘Uno de los hallazgos sorprendentes fue que las células T prefieren un ambiente muy suave, similar a las interacciones con células individuales, en lugar de un tejido densamente empaquetado’, han dicho los expertos.

De hecho, más del 80 por ciento de las células T en la superficie blanda se multiplicaron, en comparación con ninguna de las células T en el tipo de hidrogel más firme. Cuando el equipo de científicos colocó las células T en un hidrogel suave, descubrieron que las células T se multiplicaron de unas pocas células a unas 150.000, lo que se puede usar en la terapia contra el cáncer en un plazo de siete días. Por el contrario, cuando los científicos utilizaron otros métodos convencionales para estimular y expandir las células T, fueron capaces de cultivar solo 20.000 células en siete días.

En el siguiente grupo de experimentos, los científicos inyectaron las células T diseñadas en los hidrogeles blandos o en los platos de cultivo de plástico en ratones que padecían melanoma. Los tumores en ratones con células T cultivadas en hidrogeles permanecieron estables en tamaño, y algunos de los ratones sobrevivieron más de 40 días. Por el contrario, los tumores crecieron en la mayoría de los ratones inyectados con células T cultivadas en platos de plástico, y ninguno de estos ratones vivió más de 30 días.

‘A medida que perfeccionemos el hidrogel y replicamos la característica esencial del entorno natural, incluidos los factores de crecimiento químicos que atraen a las células T que combaten el cáncer y otras señales, podremos diseñar ganglios linfáticos artificiales para la terapia basada en inmunología regenerativa’, han zanjado los expertos.

mayo 03 2019 (Europa Press) –Tomado del Boletín temático en Medicina. Prensa Latina. Copyright 2019. Agencia Informativa Latinoamericana Prensa Latina S.A.

  Según explica un artículo en el más reciente número de la revista Noticias de la Ciencia y la Tecnología, el nuevo tejido crecerá dentro de las cavidades entre las esferas interconectadas de gel.

«A menudo, para tratar una herida en la piel se necesita mantener una cierta humedad en la zona, porque con una sequedad excesiva el proceso de curación puede transcurrir mucho más despacio», comentó Tatiana Segura de la Universidad de California en la ciudad estadounidense de Los Ángeles.

Para conseguir el grado de humedad necesario, el personal sanitario recurre con frecuencia a vendajes o películas de hidrogel aplicados de forma tópica, los cuales deben sellar o cubrir la herida, explicó la experta, al frente del proyecto.

 «En otros casos, se usan pomadas para rellenar la herida. Sin embargo, ninguno de estos materiales proporciona un andamio óptimo para permitir que la piel se regenere. Como resultado de ello, el nuevo tejido crece despacio y además es relativamente frágil», expresó Dino Di Carlo, coautor de la novedad.

Donald Griffin, Westbrook Weaver y Philip Scumpia, también parte del equipo, explican que el hidrogel es una combinación química de materiales con fabricación microfluídica.

Los bloques de construcción que usa el bioproducto son esféricos y uniformes, cada uno tiene un diámetro similar al grosor de un cabello humano.

junio 7/ 2015  (PL)

Tomado del Boletín de Prensa Latina Copyright 2015 Agencia Informativa Latinoamericana Prensa Latina S.A.

]]> https://boletinaldia.sld.cu/aldia/2015/06/08/crean-hidrogel-capaz-de-regenerar-tejidos-con-mayor-rapidez/feed/ 0 https://boletinaldia.sld.cu/aldia/2015/06/04/biomateriales-ayudan-en-trasplantes-y-curacion-de-tejidos-2/ https://boletinaldia.sld.cu/aldia/2015/06/04/biomateriales-ayudan-en-trasplantes-y-curacion-de-tejidos-2/#comments Thu, 04 Jun 2015 06:14:22 +0000 http://boletinaldia.sld.cu/aldia/?p=42184 Experimentos demostraron que ciertos biomateriales artificiales diseñados como soporte de células madre ayudan a los trasplantes y aceleran la curación de tejidos, publicó recintemente «Amazings».

La capacidad de reconstruir tanto en el ojo como en el cerebro, fue comprobada por los investigadores.

Como parte de los experimentos el equipo inyectó fotoreceptores (células sensibles a la luz responsables de la visión) encapsulados en hidrogel, en los ojos de ratones ciegos.

«Gracias a una mayor supervivencia e integración, pudieron restaurar parcialmente la visión. Después del trasplante, las mediciones mostraron que los ratones sin ninguna funcionalidad visual previa recuperaron aproximadamente el 15 % de su respuesta en la pupila», publicó el artículo.

Igualmente se inyectaron células madre en los cerebros de roedores que habían sufrido recientemente un derrame cerebral; y luego de la operación, en unas semanas, comenzaron a producirse mejoras en la coordinación motora.

El equipo de Molly Shoichet, Derek van der Kooy y Cindi Morshead, de la Universidad de Toronto, en Canadá, logró un notable avance en el trasplante de células madre utilizando hidrogeles, cuyas características especiales mantienen con vida a las células.

«Estos biomateriales tambien las ayudan a integrarse mejor en el tejido donde se las ha trasplantado», comentó Shoichet.

Las células madre son muy prometedoras en el ámbito terapéutico debido a su capacidad de convertirse en cualquier tipo celular del cuerpo, lo que incluye su potencial de generar tejidos y hasta órganos con los que reemplazar a los ausentes o dañados.

Si bien la comunidad científica ya logró «cultivarlas» en placas, una vez trasplantadas en el punto elegido experimentan dificultades para sobrevivir, aseguró el texto.

junio 3/2015 (PL).
Tomado del Boletín de Prensa Latina Copyright 2015 «Agencia Informativa Latinoamericana Prensa Latina S.A.

Ampliar en:

A Hyaluronan-Based Injectable Hydrogel Improves the Survival and Integration of Stem Cell Progeny following Transplantation

El equipo de Ali Khademhosseini ha recurrido a una estrategia para la vascularización de estructuras de hidrogel que combina avances en tecnología de bioimpresión 3D y biomateriales.

Los investigadores usaron primero una bioimpresora 3D para construir una plantilla de fibra de agarosa capaz de servir de molde para los vasos sanguíneos. Luego aplicaron el hidrogel.

Las redes de microcanales obtenidas tras varios pasos en el proceso de creación exhiben varias características fundamentales para lo que se espera de vasos sanguíneos funcionales.

El equipo de Khademhosseini también logró incorporar con éxito estos microcanales, que permiten la perfusión y que son funcionales en otros aspectos, dentro de hidrogeles de muy diversos tipos y de uso común, así como en distintas concentraciones.

Uno de los hidrogeles, “sembrado” con células, ha permitido demostrar la viabilidad, con las redes vasculares artificiales, de procesos como la diferenciación celular, además de, por supuesto, la supervivencia de las células. También se ha conseguido la formación de monocapas endoteliales dentro de los microcanales artificiales.

En el futuro, la tecnología de bioimpresión en 3D podría ser usada para desarrollar tejidos trasplantables adaptados a las necesidades de cada paciente, o utilizados fuera del cuerpo para pruebas de seguridad y eficacia durante el desarrollo de fármacos.
julio 25/2014 (NCYT)

Luiz E. Bertassoni, Martina Cecconi, Vijayan Manoharan, Mehdi Nikkhah, Jesper Hjortnaes,  Ali Khademhosseini.Hydrogel bioprinted microchannel networks for vascularization of tissue engineering constructs. Lab Chip, 2014,14, 2202-2211.DOI: 10.1039/C4LC00030G.06 May 2014

Según el artículo, el hidrogel está listo para ser probado en humanos y será preparado con células cardiacas del paciente al que se le suministrará.

Una vez inyectado, el producto genera un material poroso y fibroso que estimula a las células y los vasos sanguíneos para que migren hacia el tejido dañado, regenerándolo, explicaron los científicos.

La investigación, dirigida por Sonya Seif-Naraghi, demostró que el gel es biocompatible pues no afecta la capacidad de coagulación de la sangre humana.

El gel llega al corazón a través de un catéter, sin necesidad de cirugía o anestesia general, lo que minimiza el proceso y lo hace poco invasivo para los pacientes, precisa el estudio.

Hasta el momento el producto ha sido probado solo en animales, y los analistas expusieron que ninguno sufrió efectos adversos como inflamación, lesiones o latidos arrítmicos del miocardio.

El primer ensayo clínico en pacientes infartados debe comenzar a finales de 2013 en Europa, donde el material está catalogado como dispositivo médico, refiere el informe
febrero 20/2013 (PL)

Tomado del boletín de selección temática de Prensa Latina: Copyright 2011 «Agencia Informativa Latinoamericana Prensa Latina S.A.»

S. B. Seif-Naraghi, J. M. Singelyn, M. A. Salvatore, K. G. Osborn, J. J. Wang, U. Sampat. Safety and Efficacy of an Injectable Extracellular Matrix Hydrogel for Treating Myocardial Infarction. Sci. Transl. Med. 5, 173ra25 . 20 Feb 2013