“Trabajamos en un proyecto para desarrollar un páncreas bioartificial con alta probabilidad de éxito”

viernes, 28 de octubre de 2016

La Diabetes Mellitus es una enfermedad crónica caracterizada por altos niveles de glucosa en sangre y que afecta a 422 millones personas en el mundo, según datos de 2014 de la Organización Mundial de la Salud (OMS). El Grupo NanoBioCel, de la Universidad del País Vasco y el CIBER-BBN, que lidera José Luis Pedraz, participa en DRIVE, un importante proyecto europeo que tiene por finalidad el desarrollo de un páncreas bioartificial. 

-Su grupo forma parte del consorcio europeo DRIVE que tiene como objetivo el desarrollo de materiales y tratamientos celulares para la diabetes, ¿en qué consiste este proyecto?

-La Diabetes Mellitus es una enfermedad crónica caracterizada por altos niveles de glucosa en sangre y que afecta a 422 millones personas en el mundo, según datos de 2014 de la Organización Mundial de la Salud (OMS). DRIVE es un proyecto europeo de cuatro años, financiado por el programa Horizon 2020 de investigación e innovación de la Unión Europea y dotado con 8,9 millones de euros. Está siendo realizado por 14 socios europeos y coordinado por el Real Colegio de Cirujanos de Irlanda (Royal College of Surgeons in Ireland). Busca desarrollar un páncreas bioartificial que se inserte en el organismo mediante técnicas mínimamente invasivas. Para ello, se están llevando a cabo estudios preclínicos necesarios para que se pueda integrar este sistema en el cuerpo humano y posteriormente evaluar su eficacia en los pacientes. El sistema contendrá islotes pancreáticos que restauren el control natural de la glucemia y eliminen la necesidad de múltiples inyecciones diarias de insulina, mejorando así la calidad de vida del paciente.

-¿Cuál está siendo el papel del CIBER-BBN y su grupo en este proyecto?

-El grupo NanoBioCel de la UPV/EHU, participa en la parte de optimización de las formulaciones a incluir en el órgano bioartificial, evaluando la biocompatibilidad de los distintos hidrogeles en los se van a dispersar las células productoras de insulina y que se incluirán en el dispositivo a insertar en el organismo. Asimismo NanoBioCel participa en el proceso de obtención de células productoras de insulina alternativas a los islotes de páncreas, cuya disponibilidad es limitada. En concreto su papel en este área se centrara en la diferenciación de células productoras de insulina a partir de células iPS (induced Pluripotent Stem).

-¿Cómo avanza el proyecto?

-En la última reunión del consorcio, que ha tenido lugar en el centro de investigación Lascaray de  Vitoria/Gasteiz (UPV/EHU) a principios de octubre, se han analizado los distintos avances del proyecto y se ha podido constatar que en breve se podrá proceder a ensamblar los distintos componentes que constituirán el gel donde se dispersarán las células. Asimismo se va avanzando en el diseño del contenedor de las células y el catéter para su inserción en el organismo.

-¿Es optimista con respecto a los resultados que pueden obtenerse?

-Teniendo en cuenta la alta interdisciplinaridad de los grupos participantes en el proyecto y la presencia entre ellos de empresas involucradas en el desarrollo e interesadas en implementar el producto final a nivel clínico, cabe esperar que la probabilidad de éxito del proyecto sea alta.

-Su grupo trabaja en la microencapsulación de células vivas con actividad terapéutica para que funcionen como sistemas farmacéuticos de liberación controlada, ¿en qué patologías se centran o en cuáles podrían resultar de mayor utilidad?

-La microencapsulación de células es una tecnología que permite desarrollar órganos bioartificiales productores de medicamentos. En este tipo de formulaciones se pueden incluir distintos tipos de células. Por ejemplo, se pueden incluir células primarias del tipo de los islotes de páncreas con el fin de desarrollar sistemas bioartificiales productores de insulina. También podemos encapsular células madre para su liberación o producción de factores tróficos en distintos órganos y tejidos. En este campo hemos colaborado con el Centro de Cirugía de Mínima Invasión Jesús Usón de Cáceres para la administración de células madre a nivel del corazón. También se pueden encapsular células modificadas genéticamente que liberen distintos factores, como por ejemplo el VEGF. Estas capsulas las hemos implantado en ratones transgénicos APPS, que constituyen un modelo de la enfermedad de alzhéimer y hemos observado una importante revascularización del cerebro y una reducción significativa de la placa de beta amiloide asociada a una mejora del estado cognitivo de los ratones. Estos trabajos se están realizando en colaboración del el grupo de investigación de la doctora Eva Carro del Hospital 12 de octubre de Madrid.

-Otra de las líneas de su grupo son las micro y nanopartículas como sistemas de administración de vacunas de péptidos y proteínas, ¿qué ventajas suponen estos sistemas de vehiculización de fármacos para la efectividad de las mismas?

-Las nanopartículas pueden imitar o modificar procesos biológicos y pueden brindar soluciones a viejos problemas asociados con la solubilidad, biodisponibilidad, inmunocompatibilidad y citotoxicidad de muchos de los medicamentos de uso tradicional. Asimismo, este tipo de partículas permite resolver los problemas de formulación de nuevos principios activos como péptidos, proteínas , vacunas ,DNA y RNA, entre otros. Con el empleo de las nanoformulaciones, un gran número de fármacos han mejorado su función terapéutica, reducido las dosis necesarias, así como     las reacciones adversas.

En nuestro grupo de investigación hemos encapsulado distintos tipos de factores neurotroficos para el tratamiento de enfermedades neurodegenerativas como el Párkinson y Alzhéimer. También hemos participado en la encapsulación de vacunas sintéticas y péptidos antigénicos contra la malaria, mejorando la respuesta inmune. En colaboración con los Laboratorios Praxis, hemos encapsulado el factor de crecimiento epidérmico para el tratamiento de úlceras de pie diabético, mejorando considerablemente la respuesta terapéutica y permitiendo su administración por vía tópica.

-En cuanto a las terapias génicas, ¿cuáles son sus principales proyectos?

-En este campo el grupo NanoBioCel está desarrollando vectores no virales para vehiculizar el ADN al núcleo de las células, como alternativas a los vectores virales, ya que se consideran más seguros, aunque su eficiencia de transfeción es más baja. Nuestro grupo trabaja en el diseño de nuevos vectores basados en formulaciones lipídicas (niosomas) que incorporan nuevos lípidos sintetizados por el grupo del Dr. Eritja en Barcelona. Estas formulaciones están siendo evaluadas en modelos animales de distintas patologías, fundamentalmente oculares y del sistema nervioso, en colaboración con el grupo de investigación del Prof. Eduardo Fernández de Alicante.

-Investigan en el desarrollo de nanoformulaciones para administración pulmonar, ¿qué ventajas presentan estos sistemas y qué aplicaciones tienen?

-La administración pulmonar de medicamentos constituye una alternativa muy interesante para el tratamiento de numerosas patologías pulmonares como puede ser la fibrosis quística y las infecciones asociadas a esta enfermedad. Nuestro grupo de investigación está desarrollando formulaciones en forma de polvo seco para inhalación. Estas formulaciones permitirán la administración directa de los principios activos en su lugar de acción, reduciendo así las dosis necesarias para el tratamiento de la enfermedad y, por tanto, la incidencia de efectos adversos. Estos polvos secos están integrados por nanopartículas lipídicas que incorporan distintos medicamentos, entre los cuales se encuentran los antibióticos. Estas nanoparticulas de antibióticos han demostrado mejorar la respuesta antimicrobiana y revertir la resistencia a antibióticos de cepas de pseudomonas procedentes de pacientes con fibrosis quística. Este trabajo se está llevando a cabo en colaboración con los laboratorios Praxis y el Prof Mikel Viñas de la Universidad de Barcelona.

-Usted dirige la Unidad de formulación de medicamentos (U10) de NANBIOSIS, ¿qué aporta a los investigadores el poder contar con esta infraestructura?

-NANBIOSIS es una de las Infraestructuras Científicas y Técnicas Singulares (ICTS) en la que el grupo NanoBioCel participa a través de la unidad de formulación de medicamentos. El objetivo de esta unidad es ofrecer el conocimiento del grupo de investigación en el campo de formulación de medicamentos, tanto convencionales como en los de última generación, a la industria farmacéutica, así como a grupos de investigación para que sus moléculas puedan ser incluidas en formas farmacéuticas adecuadas a las características del principio activo y objetivo terapéutico deseado y puedan ser utilizadas en la práctica clínica o a nivel de estudios preclínicos en el caso de nuevos principios activos en fase de desarrollo. El laboratorio cuenta con la certificación por parte de la agencia española de medicamentos del cumplimiento de buenas prácticas de laboratorio (BPL) y buenas prácticas de manufactura (GMP)

-¿La Nanomedicina es la revolución definitiva de la terapéutica?

-Los últimos avances en el campo de la nanotecnología y su aplicación en la medicina han generado nuevas alternativas para el diagnóstico y el tratamiento de las enfermedades de mayor impacto en la población mundial gracias a los novedosos métodos de preparación, modificación y caracterización de materiales obtenidos con base en el conocimiento sobre el funcionamiento de la materia a nivel atómico y molecular. Esto ha permitido la creación de herramientas y procesos para observar, manipular y controlar las estructuras biológicas en una escala nunca antes alcanzada. La nanotecnología a nivel molecular tendrá un gran impacto sobre el sector de la medicina en general. El mundo de la medicina y el desarrollo de medicamentos es muy complejo, por lo que no todos los beneficios de la nanotecnología en este campo se harán evidentes a corto plazo. No obstante, algunos  beneficios ya han llegado y otros llegarán de forma inmediata. Así la nanotecnología proporcionará nuevas herramientas de investigación y hará que la práctica de la medicina sea menos costosa con herramientas más potentes. En el campo del diagnóstico, éste será más eficiente, lo que permitirá una capacidad de respuesta más rápida para tratar nuevas enfermedades.

-¿Cuáles cree que serán los principales avances que nos aportará la nanomedicina en un futuro a corto o medio plazo?

-Una ambiciosa meta de la nanomedicina es el desarrollo de la medicina personalizada y regenerativa, y el teranóstico. La primera tiene en cuenta que cada paciente manifiesta características únicas, por ejemplo, en cuanto a la expresión de enzimas, caso en el que el tratamiento de la enfermedad requeriría la utilización de enzimas intracelulares propias. Las terapias se diseñarían para cada individuo haciendo uso, por ejemplo, de tecnologías de RNA de interferencia. Por su parte, el teranóstico pretende detectar la enfermedad y tratarla en el momento mismo de su hallazgo, mediante el uso de un mismo dispositivo para obtener las imágenes y liberar el principio activo. Con este fin se han diseñado nanopartículas funcionales, puntos cuánticos y nanotubos de carbono, entre otros.

-¿Y los principales retos que se abrirán en este campo?

-Aunque todavía están por resolverse temas como la seguridad para el paciente y los investigadores, así como los aspectos toxicológicos, éticos y regulatorios, el fascinante mundo de la nanomedicina sigue avanzando a un ritmo frenético. Las distintas y variadas investigaciones que se encuentran en la fase de estudio clínico, los resultados exitosos y el buen número de patentes solicitadas, demuestran que el siglo XXI será el siglo de la nanotecnología y la nanomedicina.