Pequeño dispositivo de microfluidos hace que la terapia celular sea más segura para pacientes con lesiones de médula espinal

Los tratamientos de terapia celular, a menudo administrados a pacientes con lesiones de la médula espinal, implican la creación de células madre pluripotentes inducidas mediante la reprogramación de células sanguíneas o de la piel de un paciente. Para las lesiones de la médula espinal, estas células madre pluripotentes se convierten en células progenitoras, que luego se diferencian en células de la médula espinal. Una vez trasplantadas nuevamente al paciente, estas nuevas células pueden regenerar partes de la médula espinal lesionada. Sin embargo, un riesgo importante en esta terapia es que las células madre pluripotentes que no se diferencian completamente en progenitores puedan formar tumores. Las células madre pluripotentes inducidas indiferenciadas plantean un riesgo de cáncer, lo que sigue siendo un desafío importante en la terapia celular. Los médicos e investigadores intentan identificar y eliminar estas células buscando marcadores de superficie específicos, pero no se ha encontrado un marcador único para estas células indiferenciadas. Alternativamente, los métodos químicos que destruyen selectivamente estas células pueden dañar las células diferenciadas.

Ahora, científicos del MIT (Cambridge, MA, EUA) y la Alianza Singapur-MIT para la Investigación y la Tecnología (SMART, Singapur) han desarrollado un clasificador de células microfluídicas que puede eliminar aproximadamente la mitad de las células indiferenciadas, aquellas con potencial de formación de tumores, de un lote, sin dañar las células progenitoras maduras. Este dispositivo, que es pequeño y de alto rendimiento, no requiere productos químicos especiales y puede clasificar más de tres millones de células por minuto. Además, conectar varios dispositivos puede clasificar más de 500 millones de células por minuto, lo que mejora la seguridad de los tratamientos de terapia celular. Este chip, que contiene el clasificador de células microfluídicas, es económico de producir en masa, lo que hace que el dispositivo sea viable para un uso generalizado.

Este clasificador de microfluidos de alto rendimiento, que anteriormente se utilizaba para clasificar células inmunes y células estromales mesenquimales, que clasifica las células según el tamaño, ahora está siendo adaptado a otros tipos de células madre, incluidas las células madre pluripotentes inducidas. Las células madre pluripotentes son generalmente más grandes que sus derivados progenitores, probablemente porque el núcleo de una célula indiferenciada contiene numerosos genes activos que se reducen a medida que la célula se diferencia y suprime genes innecesarios. El clasificador utiliza esta diferencia de tamaño, clasificando las células a través de canales de microfluidos en un pequeño chip de plástico con una entrada, una espiral y cuatro salidas para células de diferentes tamaños. A medida que las células se mueven a través de la espiral a altas velocidades, varias fuerzas las concentran en ubicaciones de corriente específicas según su tamaño, clasificándolas a través de salidas separadas.

La eficacia del clasificador mejora al ejecutarlo a dos velocidades diferentes, primero para clasificar células más pequeñas y luego para células más grandes. A diferencia de una centrífuga, el clasificador de microfluidos no requiere intervención manual para separar las células. Eliminó con éxito alrededor del 50 % de las células más grandes en una sola pasada, y los experimentos confirmaron que estas células más grandes estaban asociadas con un mayor riesgo de tumores. El dispositivo escalable, sin filtros y de bajo costo se está probando ahora en estudios más amplios y modelos animales para evaluar el desempeño de las células purificadas in vivo. Eliminar más células no diferenciadas no sólo podría mejorar la seguridad sino también la eficacia de las terapias celulares.

“Estamos interesados en estrategias regenerativas para mejorar la reparación de tejidos después de lesiones de la médula espinal, ya que estas condiciones conducen a un deterioro funcional devastador. Desafortunadamente, actualmente no existe un enfoque de tratamiento regenerativo eficaz para las lesiones de la médula espinal”, afirmó Sing Yian Chew, investigador principal de CAMP. “Las células progenitoras de la médula espinal derivadas de células madre pluripotentes son muy prometedoras, ya que pueden generar todos los tipos de células que se encuentran dentro de la médula espinal para restaurar la estructura y función del tejido. Para poder utilizar eficazmente estas células, el primer paso sería garantizar su seguridad, que es el objetivo de nuestro trabajo”.

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