Microagulles per a immunoteràpies
El potencial curatiu de les immunoteràpies ha revolucionat els tractaments de certes malalties, com el càncer o els trastorns autoimmunes, gràcies a la seva capacitat d’estimular o suprimir respostes immunes. Malgrat tot, la implementació extensa d’aquestes teràpies és difícil degut a la seva toxicitat, a una baixa eficàcia i a efectes no desitjats fora de l’objectiu a tractar, efectes que augmenten quan es fan alliberaments sistemàtics i no de forma dirigida.
Per altra banda, és coneguda la capacitat dels nano-materials per reconduir fàrmacs immuno-moduladors cap a teixits diana i, per tant, aquestes plataformes dissenyades a partir de biomaterials podrien solucionar alguns d’aquests problemes.
En aquest context, la Dra. Núria Puigmal va defensar a IQS la seva tesi doctoral sota el títol Skin-targeting platforms based on poly(β-amino esters) for local immunotherapy. La tesi ha estat realitzada en el Grup d’Enginyeria de Materials – GEMAT – d’ IQS School of Engineering i dirigida pel Dr. Víctor Ramos Pérez, en col·laboració amb l’Artzi lab de la Harvard Medical School de Boston, sota la supervisió de la Dra. Natalie Artzi.
En la seva recerca, la Dra. Puigmal ha desenvolupat noves plataformes d’alliberament de fàrmacs dirigits cap a la pell, amb l’objectiu de modular el sistema immune a nivell local. Els materials proposats per desenvolupar aquests nous dispositius són els poly(β-amino esters) (pBAEs), per tractar-se de materials bio-compatibles, biodegradables, de fàcil síntesi i amb molta flexibilitat química. Eren, per tant, excel·lents candidats per assajar la seva utilització en aplicacions trans-dèrmiques en tres àmbits d’actuació com són: la vacunació amb àcids nucleics, la immunoteràpia contra el càncer i la teràpia adoptiva.
Microagulles transdérmiques
Dins la col·laboració amb l’Artzi lab, la Dra, Puigmal ha desenvolupat unes innovadores micro-agulles trans-dèrmiques, fabricades amb hidrogels i àcid hialurònic, muntades en un petit pegat que s’adhereix a sobre de la pell.
Aquestes micro-agulles tenen una doble funció. Per una banda, alliberen càrregues terapèutiques. Per altra banda, han permès l’extracció de fluids intersticials de pell amb nombrosos bio-marcadors, que permeten a la vegada monitoritzar in situ la resposta a la teràpia.
La seva eficàcia ha estat testada també en teràpies de tractament del càncer, on les noves micro-agulles carregades amb pBAEs han estat capaces de reduir la mida de tumors, així com de modular el micro-ambient tumoral i la composició immunològica.
Les micro-agulles, finalment, han estat utilitzades com a plataforma per a restablir l’equilibri immunològic en trasplantaments de pell, com apòsit temporal per pacients amb cremades greus. Les micro-agulles poden administrar localment immuno-moduladors i a la vegada mostrejar cèl·lules immunes per fer seguiment de la resposta a la teràpia1.
En resum, com a pont entre la medicina i la bioenginyeria, aquesta recerca col·laborativa ha permès arribar a uns dispositius mínimament invasius, com són els pegats de micro-agulles desenvolupats i que resten a punt de poder ser utilitzats en clínica.
Bellesa a escala microscòpica
La Dra. Puigmal va rebre, juntament amb dos companys més del grup de Bioenginyeria d’IQS al MIT, el premi 2021 KI Image Awards atorgat pel Kock Institute, el centre de recerca contra el càncer més gran del MIT. El premi, lliurat al març 2021, és un reconeixement als efectes visuals extraordinaris que es produeixen des de les ciències de la vida i la recerca biomèdica del MIT.
La foto premiada ‘To the point: Microneedles for Diagnosis and Drug Delivery’ correspon a una imatge d’un pegat amb les microagulles desenvolupades per aquest grup d’investigadors, obtinguda al microscopi.
Aquest projecte ha estat realitzat amb el suport dels Ajuts IQS als estudis de Doctorat.
[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
