Implantes médicos mejorados podrían influir en el sistema inmunológico para ayudar en lugar de dañar el cuerpo

Los implantes médicos como marcapasos, implantes mamarios o reemplazos de rodilla a veces pueden crear reacciones inmunes desfavorables que dañan tanto el implante como el tejido cercano. El método clínico estándar para manejar esto ha sido el uso de medicamentos inmunosupresores, que no siempre funcionan de manera efectiva y conllevan riesgos significativos. Cuando surgen estas complicaciones relacionadas con el sistema inmunológico, los pacientes a menudo requieren cirugías adicionales para reemplazar o retirar los implantes comprometidos. Aunque los científicos aún no comprenden completamente por qué ocurren estas respuestas inmunes, una nueva investigación está arrojando luz sobre algunos factores cruciales.

Se ha descubierto que los implantes naturales, como los injertos de tejido, guían el sistema inmunológico en una dirección más positiva al fomentar los procesos de curación. Si bien los materiales naturales no se pueden utilizar para todas las aplicaciones médicas, las lecciones que brindan pueden ser valiosas para otros tipos de implantes. Investigadores del Instituto Nacional de Imágenes Biomédicas y Bioingeniería (NIBIB, Bethesda, MD, EUA) estudiaron cómo el sistema inmunológico reacciona de manera diferente a dos materiales implantados en ratones. Sus hallazgos ayudan a sentar las bases para diseñar dispositivos médicos que puedan funcionar en armonía con el sistema inmunológico, en lugar de contra él.

Para explorar las diferencias en las respuestas inmunes a diversos materiales, los científicos extrajeron músculo de las patas de ratones y llenaron los huecos con dos materiales diferentes. Una era la submucosa del intestino delgado descelularizada, que es tejido porcino despojado de sus células, dejando principalmente colágeno. Se ha demostrado que este material fomenta los procesos de curación. El otro era el polietileno, un plástico que se utiliza a menudo en implantes ortopédicos y que se sabe que causa inflamación y cicatrices a largo plazo. Un tercer grupo de ratones a los que se les extrajo músculo, se dejó sin tratamiento como grupo de control.

Mediante el empleo de citometría de flujo, los investigadores identificaron y contaron varios tipos de células en el tejido extraído de los ratones. Como se anticipó, las muestras con submucosa mostraron una mayor tendencia a reacciones antiinflamatorias y curación en comparación con las muestras de polietileno. En particular, un tipo de célula específico, llamado cDC1 y que pertenece a la clase de células dendríticas, fue mucho más frecuente en las muestras de submucosa. Las células dendríticas ayudan al sistema inmunológico a distinguir entre entidades dañinas e inofensivas. Cuando estas células dendríticas fueron bloqueadas genéticamente en ratones, tanto la inflamación como las cicatrices aumentaron, independientemente del material implantado.

Experimentos adicionales revelaron que un tipo de célula inmunitaria llamada células asesinas naturales indicaba el reclutamiento de este subtipo de célula dendrítica específica, un proceso que se observa comúnmente en las respuestas inmunitarias relacionadas con tumores. Los investigadores creen que las señales moleculares probablemente presentes en la submucosa de los cerdos, pero no en el polietileno, podrían ser la razón de las diferentes reacciones inmunes observadas. En el futuro, el equipo de investigación pretende identificar las proteínas y moléculas específicas que desencadenan estas respuestas curativas. Su objetivo es incorporar estas moléculas en dispositivos médicos nuevos o existentes para hacerlos más compatibles con el sistema inmunológico del cuerpo, aumentando así su seguridad y longevidad.

“Los implantes frecuentemente causan dolor y, en muchos casos, es necesario retirarlos al cabo de unos años. Estamos buscando eliminar eventualmente ese dolor extendiendo la vida útil de los dispositivos médicos implantados al tiempo de vida de los pacientes”, dijo Kaitlyn Sadtler, Ph.D., investigadora de Earl Stadtman Tenure-Track y jefa de la sección de inmunoingeniería de NIBIB. "Si pudiéramos descubrir qué aspecto de estos diferentes materiales causa ciertas respuestas inmunes, tendríamos más control en el diseño de materiales y dispositivos que fomenten las respuestas que queremos".

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