Los implantes oculares pronto podrían usarse para tratar la diabetes

Los ojos son más que una simple ventana al alma; pueden ser la ventana al cuerpo. No tienen células inmunes que reaccionen negativamente a los implantes, lo que los hace particularmente interesantes para terapias celulares. Y, como beneficio adicional, los ojos son transparentes, lo que permite a los investigadores seguir fácilmente lo que sucede con los implantes.

«El ojo tiene un sistema inmunológico privilegiado», explica la autora Anna Herland. Con esto en mente, Herland y sus colegas del KTH Royal Institute of Technology y Karolinska Institutet han desarrollado un microimplante que puede usarse para administrar tratamientos celulares que tratan la diabetes.

Los ojos son unicos

Los investigadores diseñaron el implante como una cuña encajada entre el iris y la córnea. Esta región es la cámara anterior del ojo (ACE). Por primera vez se colocó un dispositivo mecánico en el ACE y, hasta ahora, los investigadores sólo lo han hecho en ratones.

«Diseñamos el dispositivo médico para contener miniórganos vivos en una microjaula e introdujimos el uso de una técnica de puerta abatible para evitar la necesidad de fijación adicional», dice Wouter van der Wijngaart, profesor de la División de Micro y Nanosistemas de la KTH.

El dispositivo, que mide 240 micrómetros de largo, funciona como islotes pancreáticos (llamados islotes de Langerhans). Estos islotes son grupos de células especializadas en el páncreas que producen y liberan hormonas como la insulina y el glucagón. Al equilibrar la producción de estas hormonas, regulan los niveles de azúcar en sangre.

En el estudio, estos islotes sirvieron como modelo de microtejido para demostrar la viabilidad y funcionalidad de las microestructuras biohíbridas. Este enfoque tiene como objetivo explorar avances en el seguimiento y tratamiento de enfermedades, específicamente de la diabetes. Básicamente, es una forma de administrar la terapia celular en un lugar donde el cuerpo no la rechace.

“El nuestro es el primer paso hacia microdispositivos médicos avanzados que puedan localizar y monitorear la función de los injertos celulares. Nuestro diseño permitirá la integración y el uso futuro de funciones de dispositivos más avanzadas, como la electrónica integrada o la liberación de fármacos”, afirma Herland. «Esto es parte de un esfuerzo mayor en el que estamos impulsando la tecnología de dispositivos para monitorear la función de los islotes trasplantados», continuó.

Funciona como es debido

En las pruebas realizadas en ratones, el dispositivo se integró rápidamente en los vasos sanguíneos sin ninguna reacción secundaria. Ocupó su cargo durante meses sin causar mayores problemas.

El dispositivo también mantuvo su posición en el organismo vivo durante varios meses. Y los miniórganos se integraron rápidamente con los vasos sanguíneos del animal huésped y funcionaron normalmente, dice Herland. Per-Olof Berggren, profesor de endocrinología experimental en el Instituto Karolinska y también autor del estudio, afirma que es la primera vez que alguien hace algo así.

«La unidad actual es única y, entre otras cosas, constituirá la base de nuestro trabajo en curso para desarrollar un microsistema integrado para estudiar la función y la supervivencia de los islotes de Langerhans en la cámara anterior del ojo», afirma Berggren. «Esto también tiene una gran importancia traslacional, ya que el trasplante de islotes de Langerhans en la cámara anterior del ojo en humanos está sujeto a ensayos clínicos en pacientes con diabetes».

La ventaja de este implante ocular es que es más fácil controlar y localizar si los injertos celulares están funcionando y cómo. El siguiente paso es garantizar una funcionalidad avanzada, como la liberación de fármacos u otros sensores que puedan monitorear la administración de la terapia.

«Tenemos prototipos que pueden monitorear la función de los islotes in vitro con métodos electroópticos. Ahora estamos llevando estos prototipos a evaluaciones in vivo. También estamos explorando cómo podemos utilizar los dispositivos para liberar el medicamento localmente en los ojos, evitando así posibles efectos secundarios en otras partes del cuerpo», añadió.

Referencia de la revista: «Las microestructuras biohíbridas impresas en 3D permiten el trasplante y la vascularización de microtejidos en la cámara anterior del ojo», Hanie Kavand, Montse Visa, Martin Köhler, Wouter van der Wijngaart, Per-Olof Berggren, Anna Herland, Materiales avanzadosen línea el 10 de octubre de 2023, doi: 10.1002/adma.202306686.