El Departamento de Ingeniería Química de la Universidad de Salamanca diseña microcápsulas con fines médicos

Ana Victoria Pérez/DICYT El Departamento de Ingeniería Química y Textil de la Universidad de Salamanca está desarrollando un ambicioso proyecto de investigación para el diseño y desarrollo de microcápsulas, elaboradas a partir de dos polímeros naturales, preparadas para contener células madre. El proyecto, una vez concluido, permitirá al Servicio de Hematología del Hospital Clínico y al Instituto de Neurociencias de Castilla y León probar terapias de reparación celular en modelos experimentales con esclerosis múltiple.

Eva Martín, investigadora Ramón y Cajal y coordinadora de este proyecto, ha explicado a DICYT que "la labor fundamental de nuestro departamento consiste en fabricar unas microcápsulas en las que se introducirán células madre adultas, procedentes de médula ósea, capaces de transportar su contenido al objetivo que se le ha marcado dentro del organismo".

Las microcápsulas son en realidad pequeños contenedores capaces de aislar cualquier producto, compuesto, o molécula del medio externo. Su utilización es cada vez más frecuentes en productos de consumo diario, como los detergentes con abrillantador, en los que el abrillantador se encuentra microencapsulado, o los champús con acondicionador. "Generalmente los productos microencapsulados se liberan cuando se produce un cambio de acidez (ph) o temperatura en el medio en el que se encuentran. En el caso concreto de los detergentes, la sustancia abrillantadora se libera durante el aclarado, momento en el que el agua carece de detergente y cambia su ph", apunta la investigadora Eva Martín.

En el caso concreto de las microcápsulas desarrolladas por el Departamento de Ingeniería Química y Textil es muy importante evitar el rechazo o las posibles reacciones alérgicas que podrían provocar estos productos al incorporarse al organismo. Eva Martín explica "por este motivo las microcápsulas que tienen un tamaño de entre 1 y 50 micras, son elaboradas con materiales biocompatibles: dos polímeros naturales muy resistentes como son el alginato, procedente de algas marinas, y el chitosano, que se encuentra en los caparazones de los artrópodos. Sabemos que el organismo es capaz de degradarlos una vez cumplida su función y que no generan rechazo, ya que ambos se utilizan habitualmente en la elaboración de prótesis o el los trasplantes de órganos".

Microcápsulas a la carta

Una segunda línea de estudio de estos investigadores se centra en controlar los procesos de liberación de las células madre o las moléculas que contienen esta microcápsulas. "En algunos tratamientos es importante que la liberación de la sustancia se produzca gradualmente y en continuo, en otros casos la liberación debe producirse en un momento concreto, una vez que se ha alcanzado un objetivo. Para controlar este proceso hemos estudiado la cinética de liberación (el modo en el que las microcápsulas liberan su contenido). Ahora mismo podemos modificar el tamaño de poro de las microcápsulas para que permitan la salida de sustancias con un peso molecular de entre 500 dalton y 100.000 dalton", asegura Eva Martín.

El grupo de investigación del Departamento de Ingeniería Química y textil ha podido comprobar que la liberación del contenido de las microcápsulas se produce debido a la diferencia que existe en el gradiente de concentración de dicha sustancia. La acumulación de la sustancia en el interior de la cápsula es elevada, y tiende a igualarse con la que se detecta en el exterior. Esta fuerza es la que hace que las partículas, en este caso las células madre, atraviesen la membrana y entren en contacto con los tejidos que deben reparar.

Testadas en ratones

Las técnicas de microencapsulación han despertado el interés de otros investigadores centrados en la reparación de las lesiones pulmonares mediante células madre adultas o ácido retinoico. El reto en esta ocasión está en conseguir que las microcápsulas, en las que se ha introducido uno de los dos tratamientos mencionados, se integren en un aerosol que pueda ser inhalado por los pacientes. De esta manera las microcápsulas atraviesan las vías respiratorias y alcanzarán el pulmón fijándose en los alvéolos. Una vez allí se induce la liberación del producto que contienen y se comprueba su eficacia a la hora de retabicar los alvéolos. Eva Martín advierte que "por el momento las técnicas se están ensayando en ratones jóvenes a los que se ha inducido una lesión alveolar por hiperoxia (exceso de oxígeno en el organismo), y por la administración de un corticoide denominado dexametasona. Esperamos que los resultados sean favorables y las investigaciones concluyan con un modelo de tratamiento patentable".