Apósitos de hidrogel para tratamientos de úlceras de pie diabético

Las úlceras de pie diabético – UPDs – son una de las complicaciones más desafiantes de la diabetes, una enfermedad que afecta a muchos millones de personas, independientemente de su edad. Actualmente, los tratamientos de estas úlceras consisten en la hidratación de las heridas y la prevención de posibles infecciones, pero en muchas ocasiones se produce un cierre ineficaz de la herida, con la inevitable amputación de extremidades.

En los últimos años, se ha descubierto que la desregulación de diversos segmentos de microARN (miARNs) en los fibroblastos diabéticos está relacionada con funciones importantes de cicatrización de heridas. Así, el restablecimiento de la expresión de miARNs presentes en las células sanas mediante terapias génicas surge como una propuesta interesante para promover el cierre y la cicatrización de heridas y buscar una solución para cerrar las UPDs.

En este contexto, y bajo el título “Desarrollo de apósitos de hidrogeles como plataformas de liberación sostenido y controlado de miARNs para el tratamiento de úlceras de pie diabético”, el Dr. José Antonio Durán Mota defendió recientemente su tesis doctoral realizada en el Grupo de Ingeniería de Materiales – GEMAT – de IQS School of Engineering, bajo la dirección del profesor Dr. Salvador Borrós de IQS y de la Dra. Nuria Oliva del Departamento de Bioingeniería del Imperial College de London (ICL). Esta investigación también contó con la colaboración del profesor Dr. Ben Almquist, del mismo departamento del ICL.

En su investigación, el Dr. Duran ha desarrollado en diversas fases una tecnología que consiste en un apósito a base de un hidrogel, dopado con poliplexos, que se forma “in situ” para liberar material genético a fibroblastos de forma sostenida y controlada.

En primer lugar, llevó a cabo la optimización de una nueva formulación de poliplexos de poli(β-aminoésteres) (PBAE), denominada C6RH, para transfectar fibroblastos de la dermis, mostrando eficiencias sin precedentes para este tipo de células primarias. A continuación, el Dr. Durán exploró diversos hidrogeles basados en polietilenglicol y con PBAEs hidrofílicos. Con la incorporación de PBAE, tanto en el hidrogel como en los poliplexos, se buscaba una mayor estabilidad. Se encontraron dos formulaciones óptimas para la finalidad buscada y que fueron caracterizadas.

En una etapa siguiente, estos hidrogeles fueron dopados con los poliplexos anteriores (C6RH) encapsulando RNA, estudiando cuidadosamente su morfología mediante técnicas de microscopia confocal, para proceder después a caracterizar sus propiedades mecánicas, así como la degradación de estos y la cinética de liberación de las partículas. Finalmente, los fibroblastos fueron transfectados in vitro, mostrando una eficacia exitosa.

Aplicación en tratamientos de úlceras de pies diabéticos

La última fase de la tesis consistió en re optimizar los poliplexos obtenidos para aplicarlos en la administración de miARN terapéutico en tratamientos de ulceras de pacientes diabéticos. Esta parte de la investigación se llevó a cabo junto con el grupo del Dr. Ben Almquist del Imperial College de Londres. La transfección de los inhibidores de miARN resultó en un aumento de la proliferación y restauración de la expresión alterada de diferentes genes implicados en la cicatrización de heridas.

En general, la tecnología desarrollada permite el nacimiento de nuevas terapias génicas para el tratamiento de heridas diabéticas. Además, las altas eficiencias de transfección, junta con la facilidad de modificación de los poliplexos, abren la posibilidad de ser utilizados en otras aplicaciones, siguiendo este mismo enfoque.

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José A. Duran-Mota, Julia Quintanas, Benjamin D. Almquist, Salvador Borrós, Nuria Oliva, Polyplex-loaded hidrogels, for local gene delivery to human dermal fibroblasts, ACS Biomater. Sci. Eng. 2021, 7, 9, 4347–4361

Esta investigación ha recibido financiación del programa de investigación e innovación Horizonte H2020 de la Unión Europea, bajo el acuerdo de subvención Marie Sklodowska-Curie No 712949 (TECNIOspring PLUS), así como de la Agencia para la Competividad de la Empresa (ACCIÓ) de la Generalitat de Catalunya. También ha sido financiada por el Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades (RTI2018-094734-B-C22) del Gobierno de España, por el Engineering and Physical Sciences Research Council (EP/R041628/1), por la British Skin Foundation Small Grant (005/BSFSG/20) y por la Imperial College Research Fellowship.