Encapsulamiento celular

En 1933 Vincenzo Bisceglie hizo el primer intento para encapsular células en una membrana polimérica.

Él demostró que una célula en una estructura polimérica tumoral trasplantada a la cavidad abdominal de un cerdo permanecía viable por un periodo extendido sin ser rechazada por el sistema inmune.

[3]​ Este estudio demostró que los islotes microencapsulados e implantados en ratas diabéticas se mantuvieron viables y controlaron los niveles de glucosa por varias semanas.

[4]​[5]​[6]​ Células encapsuladas expresando la enzima citocromo P450 para activar localmente un profármaco antitumoral, fueron utilizadas en cáncer pancreático.

Muchas preguntas podrían surgir del porqué son requeridas las técnicas de encapsulamiento celular si existen productos terapéuticos que pueden ser injertados en el sitio.

Sin embargo, otros materiales como el sulfato de celulosa, colágeno, quitosano y agarosa también se han empleado.

Muchos investigadores creen que el alginato con alto contenido en -M, puede producir una respuesta inflamatoria.

Por ende, se han buscado alternativas al PLL que han demostrado resultados prometedores con poli-L-ornitina[26]​ y poli(metileno-co-guanidina) clorohidrato[27]​ al fabricar microcápsulas duraderas con alta y controlable fuerza mecánica para el encapsulamiento celular.

[30]​ El colágeno es un componente proteico que brinda soporte a tejidos como la piel, los cartílagos, huesos, vasos sanguíneos y ligamentos, y por lo tanto es considerado una plataforma de modelo o una matriz para la ingeniería de cultivo, debido a sus propiedades biocompatibles, biodegradables y su habilidad para promover la unión de células.

[33]​ El colágeno también ha sido utilizado en la reparación de nervios[34]​ e ingeniería vesicular.

[40]​ Sin embargo, un inconveniente de este polímero es sus débiles propiedades mecánicas, por ello es combinado con otros polímeros como el colágeno, que presenta mayor fuerza mecánica para aplicaciones de encapsulación celular.

En mente hay que considerar también que la inmunoprotección de la célula cargadas es un factor clave cuando se está trabajando con la permeabilidad de la membrana de encapsulación, ya que no solo a las células del sistema inmune se les debe impedir la entrada a la microcápsula, sino también a anticuerpos y a citocinas, esto depende del tamaño del poro de la biomembrana.

Las microcápsulas deben tener la fuerza suficiente y no romperse durante la implantación, porque podrían provocar que el sistema inmune las rechace.

[55]​ Por ejemplo, en caso de un xenotrasplante, se necesitaría una membrana más estable y gruesa en comparación con un alotrasplante.

[65]​ Dependiendo de la aplicación, estas células podrían ser modificadas genéticamente para expresar cualquier proteína necesitada.

Esta tecnología no ha sido probada en ensayos clínicos debido a la alta inmunogenicidad de las células contenidas en la cápsula.

Puede se utilizado como un vehículo conveniente para transportar Lactobacillus al intestino, sin ser un producto lácteo.

[63]​ El Protocolo Edmonton incluye la implantación de islotes humanos extraídos por cadáveres donadores y ha demostrado mejoras para los pacientes en el tratamiento de la diabetes tipo I, quienes son propensos a la hipoglucemia.

[54]​ En otro estudio, el potencial en aplicaciones clínicas de la PEGilación y bajas dosis del inmunosupresor ciclosporina A fue evaluado.

[84]​ No obstante, este ensayo fue catalogado por la Asociación Internacional de Xenotransplantes como riesgosa y prematura.

[85]​ Sin embargo, aunque hay ensayos clínicos en marcha, se deben sobreponer a problemas de carácter mayor como la biocompatibilidad y inmunoprotección.

[86]​ Alternativas potenciales para aislar islotes (ya sean de origen alo-o xenogénico) han sido exploradas.

[94]​ Esta aproximación demostró por primera vez la aplicación de células que expresan enzimas para activar agentes chemoterapéuticos.

[97]​ En todos estos ensayos se usó sulfato de celulosa, en adición a los claros efectos antitumorales, las cápsulas fueron bien toleradas y no hubo reacciones adversas, tales como respuestas inmunes a las cápsulas, demostrando la naturaleza biocompatible del sulfato de celulosa.

En un paciente las cápsulas estuvieron sin ningún efecto secundario, por casi dos años.

[42]​ Sin embargo, soluciones a problemas como la respuesta inmune, provocando inflamación del tejido circundante, debe de ser investigada a detalle, antes de que más ensayos clínicos sean posibles.

Una aproximación emergente para resolver la problemática surgida del tejido isquémico, es a través de la terapia basada en células madre.

donde células CHO xenogénicas fueron genéticamente modificadas para expresar VEGF y encapsuladas en alginato-polilisina-alginato (PLP) e implantadas en el miocardio de ratas.

[102]​ Se pudo observar, que la encapsulación protegió a las células de respuesta inmune por tres semanas y también hubo un mejoramiento en el tejido cardíaco postinfarto, esto debido a angiogénesis.

[45]​[46]​ Las cápsulas que contenían a los hibridomas fueron usadas en ensayos preclínicos para abastecer anticuerpos neutralizantes contra el retrovirus de ratón FrCasE y así previnieron la enfermedad.