La isquemia crítica de las extremidades es una afección en la que los principales vasos sanguíneos que suministran sangre a las piernas están bloqueados, lo que hace que el flujo sanguíneo disminuya gradualmente a medida que avanza la aterosclerosis en las arterias periféricas. Es una forma grave de enfermedad arterial periférica que provoca el cierre progresivo de las arterias de las extremidades inferiores, lo que provoca la necrosis del tejido de la pierna y, finalmente, la amputación. Los tratamientos actuales incluyen procedimientos de angioplastia, como la implantación de stent y fármacos antitrombóticos, pero existe el riesgo de daño a los vasos sanguíneos y recurrencia de coágulos sanguíneos, por lo que hay un gran interés en desarrollar un tratamiento que utilice células madre.

Las terapias con células madre tienen altas capacidades de regeneración de tejidos, pero cuando las células madre se trasplantan solas, la hipoxia en el sitio de la lesión, las respuestas inmunes y otros factores pueden reducir la viabilidad celular e impedir el efecto terapéutico deseado. Por tanto, es necesario desarrollar un material que libere células madre utilizando polímeros biodegradables o componentes de matriz extracelular como soporte para aumentar la viabilidad celular.

En este contexto, un equipo de investigación dirigido por el Dr. Sangheon Kim, del Centro de Investigación de Biomateriales del Instituto Coreano de Ciencia y Tecnología (KIST) anunció que ha desarrollado una terapia tridimensional con células madre para tratar la isquemia crítica de las extremidades a través de una plataforma tecnológica de autoensamblaje. utilizando un nuevo material microgel.

Mediante el uso de microgeles de colágeno los investigadores pudieron trasplantar fácilmente células madre al cuerpo y aumentar la tasa de supervivencia celular en comparación con las terapias con células madre 3D hechas únicamente de células.

"El microgel de colágeno desarrollado en este estudio es un nuevo biomaterial con excelente biocompatibilidad y alto potencial para aplicaciones clínicas", afirmó el Dr. Sangheon Kim de KIST.

El equipo procesó hidrogeles de colágeno a microescala para crear estructuras tridimensionales porosas que son fáciles de inyectar en el cuerpo y tienen una distribución celular uniforme. El colágeno, un componente de la matriz extracelular, tiene una excelente biocompatibilidad y actividad celular, que puede inducir el autoensamblaje celular al promover interacciones entre las partículas de microgel y los receptores de colágeno en las células madre. Además, el espacio entre las partículas de microgel aumentó la porosidad de las construcciones tridimensionales, mejorando la eficiencia de la entrega y la supervivencia celular.

Las construcciones de células de microgel desarrolladas por los investigadores expresaron más factores proangiogénicos y exhibieron un mayor potencial angiogénico que las construcciones de células únicamente. Cuando se inyectaron construcciones de células de microgel en el tejido muscular de ratones con isquemia crítica de las extremidades, la tasa de perfusión sanguínea aumentó en aproximadamente un 40 % y la tasa de recuperación de las extremidades aumentó en un 60 % en comparación con las construcciones de sólo células, lo que confirma su eficacia para aumentar el flujo sanguíneo y Previniendo la necrosis en la extremidad isquémica.

Se espera que la nueva terapia con células madre proporcione una nueva alternativa para pacientes con isquemia crítica de extremidades que tienen opciones de tratamiento limitadas aparte de la amputación debido a su excelente efecto angiogénico.

Por otra parte dado que la angiogénesis es un componente esencial de diversos procesos de regeneración tisular, puede extenderse a otras enfermedades con mecanismos similares a la enfermedad arterial periférica. "Planeamos desarrollar tecnologías para los métodos de administración necesarios en el campo médico, así como realizar investigaciones de seguimiento para aclarar el mecanismo de acción claro del tratamiento y descubrir los factores objetivo", concluyó Dr. Sangheon Kim.