Las nanopartículas engañan al cuerpo para que acepte trasplantes de órganos

Por William Weir

Utilizando nanopartículas, los investigadores de Yale han desarrollado un sistema de administración de fármacos que podría reducir las complicaciones del trasplante de órganos al ocultar el tejido donado del sistema inmunitario del receptor.

Cada año se realizan alrededor de 25,000 trasplantes de órganos en los Estados Unidos. A pesar de los avances significativos en el campo, el rechazo de órganos a corto y largo plazo aún representa un riesgo (las tasas de rechazo varían según el tipo de órgano). El riesgo de rechazo es aún mayor cuando el donante ha fallecido debido a daño en el órgano.

Las células T, los glóbulos blancos que identifican y atacan cuerpos extraños, son uno de los principales culpables del rechazo de órganos. Los más potentes de estos, conocidos como células T de memoria efectoras, son activados por un grupo de proteínas conocidas como antígenos leucocitarios humanos (HLA) en la superficie de las células endoteliales que recubren los vasos sanguíneos del órgano donado. Los investigadores pueden silenciar las proteínas con ARN de interferencia pequeño (ARNip), un ARN de doble cadena que dificulta la expresión de genes específicos. Sin embargo, cuando se administra de manera convencional, los efectos del siRNA duran solo unos pocos días. Un órgano trasplantado de un donante fallecido generalmente necesita semanas para “curarse” y reducir el riesgo de rechazo. El siRNA también puede causar efectos secundarios en las células endoteliales de otros órganos, que no necesitan tratamiento, cuando se administra a todo el cuerpo.

Para dar al siRNA más poder de permanencia, los investigadores desarrollaron un sistema de administración de fármacos en el que las nanopartículas basadas en polímeros transportan el siRNA al sitio del injerto y liberan lentamente el fármaco. También desarrollaron métodos para introducir las nanopartículas en el órgano del donante antes de trasplantarlo, de modo que solo se trate el órgano, no todo el cuerpo. Los resultados de su trabajo se publican en la revista Nature Communications.

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Las partículas, fabricadas en el laboratorio de Yale de Mark Saltzman, profesor de ingeniería química y biomédica de la Fundación Goizueta, se pueden ajustar para propiedades específicas. Saltzman, quien también es miembro del Yale Cancer Center, dijo que estas nanopartículas fueron diseñadas para tener una ligera carga positiva para interactuar con la carga negativa del ácido nucleico del siRNA. Esta afinidad entre los dos materiales hace que la partícula sea un vehículo natural para el fármaco, a diferencia de las nanopartículas disponibles comercialmente que pueden contener solo una cantidad limitada del fármaco.

Para el estudio, los investigadores trataron parte de una arteria humana, de unos pocos milímetros de diámetro, con nanopartículas cargadas con siRNA y la trasplantaron a la aorta abdominal de un ratón inmunodeficiente inoculado con células T humanas. Los investigadores encontraron que las nanopartículas todavía estaban presentes en el tejido donado y silenciaron significativamente la expresión de las proteínas hasta seis semanas después del trasplante. Además, no hubo daño a las células endoteliales de los órganos no diana.

Las primeras semanas después del trasplante son críticas, especialmente cuando el donante de órganos ha fallecido, dijo Jordan Pober, profesor de medicina traslacional de Bayer y profesor de inmunobiología, patología y dermatología en Yale.

 Si retrasamos el inicio de la respuesta de rechazo, debería ser más leve y más fácil de controlar y conducir a un rechazo menos tardío”, dijo Pober, coautor del estudio y también director del programa de Inmunología Humana y Traslacional de Yale.

Centrándose en los trasplantes de riñón (con mucho, el tipo más común de trasplante de órganos realizado), Saltzman y Pober están buscando aplicar el sistema de entrega a un proceso conocido como  perfusión de máquina normotérmica ex vivo . Desarrollado para riñones por colegas de la Universidad de Cambridge, el proceso consiste en bombear glóbulos rojos tibios y oxigenados a través de un órgano extraído de un donante fallecido para reparar cualquier daño en el órgano antes de implantarlo en el receptor. Los investigadores de Yale planean agregar las nanopartículas a los glóbulos rojos para proporcionar una entrega controlada del siRNA a las células endoteliales del riñón.

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Otros autores del estudio, todos de Yale, son Jiajia Cui, Lingfeng Qin, Junwei Zhang, Parwiz Abrahimi, Hong Li, Guangxin Li, Gregory T. Tietjen y George Tellides.

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