Apòsits d’hidrogel per a tractaments de llagues de peu diabètic

Les úlceres de peu diabètic – UPDs – són una de les complicacions més desafiants de la diabetis, una malaltia que afecta molts milions de persones, independentment de la seva edat. Actualment, els tractaments d’aquestes úlceres consisteixen en la hidratació de les ferides i la prevenció de possibles infeccions, però en moltes ocasions es produeix un tancament ineficaç de la ferida, amb la inevitable amputació d’extremitats.

En els darrers anys, s’ha descobert que la desregulació de diversos segments de microARN (miARNs) en els fibroblasts diabètics està relacionada amb funcions importants en la cicatrització de ferides. D’aquesta manera, el restabliment de l’expressió de miARNs presents a cèl·lules sanes mitjançant teràpies gèniques sorgeix com una proposta interessant per promoure el tancament i la cicatrització de ferides i cercar una solució per tancar les UPDs.

En aquest context, i sota el títol “Desenvolupament d’apòsits d’hidrogels com a plataformes de lliurament sostingut i controlat de miARNs per al tractament de llagues de peu diabètic”, el Dr. José Antonio Durán Mota va defensar recentment a IQS la seva tesi doctoral realitzada al Grup d’Enginyeria de Materials – GEMAT – d’IQS School of Engineering, sota la direcció del professor Dr. Salvador Borrós d’IQS i de la Dra. Nuria Oliva del Departament de Bioenginyeria de l’Imperial College de London (ICL). Aquesta recerca també va comptar amb la col·laboració del professor Dr. Ben Almquist, del mateix departament de l’ICL.

En la seva recerca, el Dr. Durán ha desenvolupat en diverses fases una tecnologia que consisteix en un apòsit a base d’un hidrogel, dopat amb poliplexos, que es forma “in situ”, per tal de lliurar material genètic a fibroblasts de manera sostinguda i controlada.

En primer lloc, va dur a terme l’optimització d’una nova formulació de poliplexos de poli(β-aminoèsters) (PBAE), anomenada C6RH, per transfectar fibroblasts de la dermis, mostrant eficiències sense precedents per a aquest tipus de cèl·lules primàries. A continuació, el Dr. Durán va explorar diversos hidrogels basats en polietienglicol i amb PBAEs hidrofílics. Amb la incorporació del PBAE, tant a l’hidrogel com als poliplexos, es va buscar una major estabilitat de les partícules. Es van trobar dues formulacions òptimes per la finalitat buscada i que van ser caracteritzades.

En una etapa següent, aquests hidrogels van ser dopats amb els poliplexos anteriors (C6RH) encapsulant RNA, estudiant acuradament la seva morfologia mitjançant tècniques de microscòpia confocal, per procedir després a caracteritzar les seves propietats mecàniques així com la degradació d’aquests i la cinètica d’alliberament de les partícules. Finalment, els fibroblasts van ser transfectats in vitro, mostrant una eficàcia exitosa.

Aplicació en tractaments d’úlceres de peus diabètics

La darrera fase de la tesi va consistir en reoptimitzar els poliplexos obtinguts per tal d’aplicar-los en l’administració de miARN terapèutic en tractaments d’úlceres de pacients diabètics. Aquesta part de la recerca es va dur a terme conjuntament amb el grup del Dr. Ben Almquist de l’Imperial College de Londres. La transfecció dels inhibidors de miARN va resultar en un augment de la proliferació i la restauració de l’expressió alterada de diferents gens implicats en la cicatrització de ferides.

En general, la tecnologia desenvolupada permet el naixement de noves teràpies gèniques pel tractament de ferides diabètiques. A més, les altes eficiències de transfecció, juntament amb la facilitat de modificació dels poliplexos, obren la possibilitat del seu ús en altres aplicacions, seguint aquest mateix enfocament.

 Publicacions relacionades

Jose 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

Aquesta recerca ha rebut finançament del programa de recerca i innovació Horitzó 2020 de la Unió Europea, sota l’acord de subvenció Marie Sklodowska-Curie No 712949 (TECNIOspring PLUS), així com de l’Agència per a la Competitivitat de l’Empresa (ACCIÓ) de la Generalitat de Catalunya. També ha estat finançada pel Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades (RTI2018-094734-B-C22) del Govern d’Espanya, pel Engineering and Physical Sciences Research Council (EP/R041628/1), per la British Skin Foundation Small Grant (005/BSFSG/20) i per l’ Imperial College Research Fellowship.