Microagujas para inmunoterapias
El potencial curativo de las inmunoterapias ha revolucionado los tratamientos de ciertas enfermedades, como son el cáncer o los trastornos autoinmunes, gracias a su capacidad de estimular o suprimir respuestas inmunes. A pesar de ello, la implementación extensa de estas terapias es difícil, debido a su toxicidad, a una baja eficacia y a efectos no deseados fuera del objetivo a tratar, efectos que aumentan cuando se realizan liberaciones sistemáticas y no dirigidas.
Por otro lado, es conocida la capacidad de los nano-materiales para reconducir fármacos inmuno-moduladores hacia tejidos diana y, por tanto, estas plataformas diseñadas a partir de biomateriales podrían solucionar alguno de estos problemas.
En este contexto, la Dra. Núria Puigmal defendió en IQS su tesis doctoral, bajo el título Skin-targeting platforms based on poly(β-amino esters) for local immunotherapy. La tesis ha sido realizada en el Grupo de Ingeniería de Materiales – GEMAT – de IQS School of Engineering y dirigida por el Dr. Víctor Ramos Pérez, en colaboración con el Artzi lab de la Harvard Medical School de Boston, bajo la supervisión de la Dra. Natalie Artzi.
En su investigación, la Dra. Puigmal ha desarrollado nuevas plataformas de liberación de fármacos dirigidas hacia la piel, con el objetivo de modular el sistema inmune a nivel local. Los materiales propuestos para desarrollar estos nuevos dispositivos son los poly(β-amino esters) (pBAEs), por tratarse de materiales biocompatibles, biodegradables, de fácil síntesis y con mucha flexibilidad química. Eran, por tanto, excelentes candidatos para ensayar su utilización en aplicaciones trans-dérmicas en tres ámbitos de actuación, como son: la vacunación con ácidos nucleicos, la inmunoterapia contra el cáncer y la terapia adoptiva.
Microagujas transdérmicas
En la colaboración con el Artzi lab, la Dra. Puigmal ha desarrollado unas innovadoras microagujas transdérmicas, fabricadas con hidrogeles y ácido hialurónico, montadas en un pequeño parche que se adhiere sobre la piel.
Estas microagujas tienen una doble función. Por un lado, liberan cargas terapéuticas. Por otro lado, permiten la extracción de fluidos intersticiales de piel con numerosos biomarcadores, que permiten a la vez monitorizar in situ la respuesta a la terapia.
Su eficacia ha sido testada también en terapias de tratamiento del cáncer, donde las nuevas microagujas cargadas con pBAEs han sido capaces de reducir el tamaño de tumores, así como de modular el microambiente tumoral y la composición inmunológica.
Finalmente, las microagujas desarrolladas han sido utilizadas como plataforma para restablecer el equilibrio inmunológico en trasplantes de piel, a modo de apósito temporal para pacientes con quemaduras graves. Las microagujas pueden administrar localmente inmuno-moduladores y, a la vez, muestrear células inmunes para hacer el seguimiento de la respuesta a la terapia.
En resumen, como puente entre la medicina y la bioingeniería, esta investigación colaborativa ha permitido llegar a unos dispositivos mínimamente invasivos, como son los parches de microagujas desarrollados, que están a punto para poder ser utilizados en clínica.
Belleza a escala microscópica
La Dra. Puigmal recibió, junto con otros dos investigadores más del grupo de Bioingeniería de IQS en el MIT, el premio 2021 KI Image Awards otorgado por el Kock Institute, el centro de investigación contra el cáncer más grande del MIT. El premio, entregado en marzo del 2021, es un reconocimiento a los efectos visuales extraordinarios que se producen desde las ciencias de la vida y la investigación biomédica del MIT.
La foto premiada –‘To the point: Microneedles for Diagnosis and Drug Delivery– corresponde a una imagen de un parche con las microagujas desarrolladas por este grupo de investigadores, obtenida en el microscopio.
Este proyecto ha sido realizado con el soporte de las Ayudas IQS a los estudios de Doctorado.
[1] N. Puigmal, P. Dosta. Z. Solhjou, K. Yatim, C. Ramirez, J.Y. Choi, J. B. Alhaddad, A.P. Cosme, J. Azzi, N. Artzi, Microneedle-Based Local Delivery of CCL22 and IL-2 Enriches Treg Homing to the Skin Allograft and Enables Temporal Monitoring of Immunotherapy Efficacy. Advanced Funcional Materials, 2021
