Los biomateriales como inmunomoduladores en el proceso de curación de heridas
Dra. Laura Edith Castellano Torres.
Departamento de Ingenierías Química, Electrónica y Biomédica
División de Ciencias e Ingenieras
Universidad de Guanajuato, Campus León
laedcato@ugto.mx
El uso de biomateriales se ha incrementado debido a la creciente necesidad clínica del reemplazo de tejidos. Los biomateriales son sustitutos biológicos que deben de proveer soporte mecánico, permitir el crecimiento celular y adquirir la forma anatómica del tejido dañado u órgano a suplir. Entre los biomateriales más conocidos se encuentran los lentes de contacto, las prótesis dentales y ortopédicas y, los apósitos para la curación de heridas, estos últimos se pueden obtener a partir de tejidos de animales decelularizados (sin células), que les permite disminuir la respuesta inmune al momento del implante. Un biomaterial sin células contribuye a la reparación de tejidos con una matriz que simula un andamio de estructura y composición natural.
La respuesta inmune a los biomateriales es un punto clave, ya que estos deben ser biocompatibles para minimizar el rechazo por el paciente. Para que un biomaterial sea considerado como inmunomodulador debe participar en la regulación de la respuesta inmune a un nivel deseado, para ello es muy importante entender los mecanismos moleculares que modulan el proceso de curación de heridas y la respuesta inflamatoria que los materiales implantados generan en el huésped. Una respuesta del huésped a cualquier biomaterial implica la adsorción de proteínas en la superficie del material y la activación de la respuesta inmune innata, en la que participan neutrófilos, macrófagos y la liberación de moléculas de señalización. Este tipo de biomateriales pueden liberar factores de crecimiento, proteínas, interleucinas pro- y anti-inflamatorias, capaces de atraer macrófagos que también participan en el proceso de curación de heridas. Inicialmente, la presencia de un biomaterial genera una respuesta inflamatoria, pero posteriormente se observa una disminución de la inflamación y comienza la reparación del tejido liberando interleucinas anti-inflamatorias. El uso de biomateriales inmunomoduladores permite regular estos dos procesos y acelerar la curación de heridas, permitiendo la presencia de macrófagos del fenotipo anti-inflamatorio y fibroblastos que se encargan de la síntesis de colágeno, proteína importante para la regeneración del tejido.
En el grupo de Biomateriales de la Universidad de Guanajuato se han empleado diferentes estrategias para el diseño y fabricación de biomateriales inmunomoduladores, entre ellas se encuentran el uso de andamios de origen biológico decelularizado, que permiten regular la respuesta inmune del huésped, sin generar rechazo. Los biomateriales inmunomoduladores que estamos utilizando se han obtenido a partir de varios tejidos animales por ejemplo pericardio bovino, submucosa de intestino delgado porcina, entre otras. Este tipo de andamios se pueden emplear para el tratamiento de heridas agudas o crónicas como las que en ocasiones se presentan en los pacientes con Diabetes Mellitus o en otro tipo de padecimientos.
También se han fabricado andamios tridimensionales a partir de colágeno de origen animal que se emplearon en el proceso de curación de heridas, utilizando modelos animales, cuidando siempre los protocolos de bioética. Además, se han realizado estudios in vitro, mediante el uso de líneas celulares de macrófagos y hemos observado que este tipo de andamios, inducen un fenotipo anti-inflamatorio, que se caracteriza por la disminución del proceso inflamatorio y la activación del proceso de regeneración del tejido. Por otro lado, se ha visto que estos biomateriales funcionan como sistemas de liberación controlada de moléculas bioactivas o terapéuticas que permitan una liberación específica de acuerdo con el tipo de herida a tratar. Dado que este tipo de andamios se elaboran a partir de tejidos animales, también retienen ciertas actividades biológicas que pueden desencadenar eventos celulares clave, tales como la activación de células que participan en la regeneración de tejido conectivo que permita el cierre de la herida. En un futuro no lejano, la idea de nuestro grupo de investigación es generar biomateriales de bajo costo para el tratamiento de heridas, que estén al alcance de toda la población.
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