Drug Delivery

Investigadores han desarrollado una nueva tecnología para suprimir el rechazo inmunitario, el mayor desafío en el trasplante de órganos, sin causar efectos secundarios sistémicos. El equipo de investigación de la Universidad de Ciencia y Tecnología de Pohang (POSTECH) y la Universidad de Mujeres Ewha ha creado la tecnología «Immune-Shield», que rocía directamente inmunosupresores sobre la superficie de los órganos utilizando una proteína adhesiva derivada de mejillones.

Estos hallazgos fueron publicados recientemente en la Journal of Controlled Release, una revista académica internacional en los campos de la farmacología y la administración de fármacos.

El trasplante de órganos es el tratamiento más eficaz para restaurar órganos dañados por accidentes o enfermedades. Sin embargo, existe una grave escasez mundial de órganos trasplantables. Si bien el xenotrasplante –el trasplante de órganos de animales a humanos– ha ganado atención como una alternativa, el rechazo inmunitario sigue siendo un desafío importante, ya que el sistema inmunitario humano reconoce los órganos trasplantados como invasores extraños.

Para prevenir esto, los pacientes deben tomar continuamente inmunosupresores. Sin embargo, la administración oral o por inyección distribuye los fármacos por todo el cuerpo, lo que puede provocar efectos secundarios graves como toxicidad renal y un mayor riesgo de infección. Esta situación paradójica se repite: los fármacos destinados a preservar los órganos en realidad debilitan el sistema inmunitario del paciente.

El equipo de investigación, liderado por el profesor Hyung Joon Cha (Departamento de Ingeniería Química y Escuela de Ciencia y Tecnología de la Convergencia) de POSTECH, junto con los candidatos a doctorado Sangmin Lee y Hyun Tack Woo, el Dr. Geunho Choi y el profesor Kye Il Joo del Departamento de Ingeniería Química y Ciencia de los Materiales de la Universidad de Mujeres Ewha, se centró en administrar los fármacos directamente a los órganos trasplantados en lugar de sistémicamente por todo el cuerpo.

Los investigadores desarrollaron una técnica que aprovecha el principio de la fuerte adhesión de los mejillones incluso bajo el agua para adherir directamente partículas de gel microscópicas que contienen inmunosupresores a la superficie de los órganos. Este método implica recubrir la superficie de los tejidos biológicos utilizando microgeles adhesivos, que el equipo denominó «Immune-Shield».

El «Immune-Shield» se aplica mediante un método de pulverización. Este sistema recubre de manera estable incluso las superficies húmedas de los órganos, y los microgeles permanecen en la superficie para liberar lentamente el inmunosupresor. Al formar una capa protectora invisible sobre el órgano, el sistema asegura que el fármaco se administre específicamente al sitio del trasplante en lugar de dispersarse por todo el torrente sanguíneo.

En experimentos de xenotrasplante, la aplicación del «Immune-Shield» redujo significativamente la infiltración de células inmunitarias y las respuestas inflamatorias, prolongando significativamente la supervivencia de los tejidos trasplantados. Este hallazgo es significativo ya que demostró que un efecto inmunosupresor fue más de dos veces mayor que el de los métodos convencionales de administración de fármacos.

«Proponemos una estrategia para resolver el desafío de larga data de los inmunosupresores mediante el uso de proteínas adhesivas de mejillones, un biomaterial original desarrollado en Corea. Dado que el método de pulverización permite una fácil aplicación a superficies de órganos complejas, se espera que sirva como una tecnología clave para aumentar la tasa de éxito en el campo del xenotrasplante en el futuro».

Hyung Joon Cha, Investigador Principal y Profesor, Universidad de Ciencia y Tecnología de Pohang