La microencapsulación de células es un método farmacéutico para la liberación controlada de productos terapéuticos durante largos periodos de tiempo. "La gran versatilidad de este sistema permite la fabricación de microcápsulas de diferente tamaño y composición celular, de forma que las células encapsuladas puedan emplearse para el tratamiento de diversas enfermedades, tales como las neurodegenerativas, las hepáticas, las cardiovasculares y las endocrinas, entre otras", señala Argia Acarregui, investigadora del grupo de investigación NanoBioCel de la Facultad de Farmacia de la UPV/EHU.

A pesar de ser un campo emergente en pleno desarrollo, "todavía se encuentra en fase de laboratorio. Se han hecho algunos ensayos en clínica, y donde más se ha avanzado es en el tratamiento de la diabetes: se encapsulan agrupaciones de células pancreáticas y se implantan en animales o personas diabéticas, para que produzcan insulina y regulen los niveles de azúcar", añade la investigadora. Según Acarregui, dichos sistemas de liberación de fármacos tienen la ventaja de "secretar continuamente el fármaco que interesa en cada caso".

Algunos de los problemas por resolver antes de que dicha tecnología tenga aplicación clínica están relacionados con la bioseguridad, es decir, la posibilidad de realizar el seguimiento de las microcápsulas implantadas y controlar su localización en tiempo real. Por otra parte, aunque las células introducidas se recubren con una membrana biocompatible, es muy frecuente la respuesta inmunológica contra aquellas, por lo que es "importante disminuir el rechazo inmunológico y conseguir unos sistemas totalmente biocompatibles", indica Acarregui.

Cápsulas marcadas, hidrogel e inmunomodulador
Acarregui abordó dichos problemas en tres trabajos independientes. En el primero, desarrolló y evaluó un sistema de encapsulación de células marcadas con un agente de contraste. Gracias al agente de contraste, mejoró el seguimiento de las microcápsulas y el sistema de encapsulación aumentó la retención y supervivencia de las células. En terapias celulares para el corazón, es muy importante el problema de la retención de las células, ya que los latidos continuos disminuyen su permanencia en el lugar de administración. "Gracias a estas microcápsulas, la retención fue mayor, y observamos que, probablemente, las células encapsuladas liberaron factores de crecimiento y citoquinas, que permitieron regenerar el tejido miocárdico dañado en el modelo animal de infarto utilizado", señala la investigadora.

En un segundo trabajo, se consiguió evitar la diseminación, se aseguró la localización y se facilitó la extracción de las microcápsulas mediante un hidrogel en el que se introdujeron las células encapsuladas, para que las mantuviera unidas. "Además -añade Acarregui-, hubo una disminución de la capa fibrótica que la respuesta inmunológica forma alrededor de estas microcápsulas".

Finalmente, en un tercer trabajo, se consiguió una menor respuesta inmunológica del huésped. Para hacer el experimento, se tomaron células de ratón encapsuladas y se introdujeron en ratas, es decir, se hizo un xenotransplante, ya que en este tipo de transplante "el rechazo inmunológico suele ser aún mayor", explica la investigadora. Utilizando el mismo hidrogel que en el trabajo anterior, se combinaron las células encapsuladas con nanopartículas que liberaban dexametasona, un agente inmunomodulador, de forma sostenida. "El sistema desarrollado permitió incrementar la viabilidad y funcionalidad de las células implantadas -señala Acarregui-, ya que el agente inmunomodulador añadido en el hidrogel consiguió frenar la respuesta inmunológica, aumentando así el tiempo en el que se mantuvo funcional el implante".

Información complementaria
Argia Acarregui Garalde (Ondarroa, 1985) ha realizado el presente estudio dentro de su tesis doctoral, titulada Sistemas multifuncionales basados en células microencapsuladas: avances en bioseguridad y biocompatibilidad. La investigación se llevó a cabo en el Laboratorio de Farmacia y Tecnología Farmacéutica del Departamento de Farmacia y Ciencias de los Alimentos de la UPV/EHU, donde trabaja actualmente. Para el primer trabajo experimental, contó con la colaboración del Centro de Cirugía de Mínima Invasión Jesús Usón (CCMIJU) de Cáceres.

Referencia bibliográfica
Acarregui A, Herrán E, Igartua M, Blanco FJ, Pedraz JL, Orive G, Hernández RM. 2014. "Multifunctional Hydrogel-Based Scaffold for Improving the Functionality of Encapsulated Therapeutic Cells and Reducing Inflammatory Response". Acta Biomater. pii: S1742-7061(14)00294-3. doi: 10.1016/j.actbio.2014.06.038.