Detalle:

Introducción

La esclerosis múltiple (EM) es una enfermedad crónica del sistema nervioso central (SNC), caracterizada por ser autoinmunitaria, desmielinizante e inflamatoria. En ella se forman lesiones focalizadas con pérdida de mielina, daño axonal y neurodegeneración. Los tratamientos actuales han permitido desacelerar la progresión de la enfermedad y reducir la inflamación; sin embargo, aún no existen terapias regenerativas capaces de promover la remielinización en las zonas lesionadas. Una de las estrategias más prometedoras con este objetivo es la terapia celular, que plantea el trasplante de células progenitoras capaces de favorecer la reparación del tejido y disminuir la degeneración. No obstante, la administración de terapias dirigidas al SNC se ve limitada por la presencia de la barrera hematoencefálica, lo que ha llevado a que el trasplante celular se realice principalmente mediante técnicas altamente invasivas, comprometiendo así la seguridad y efectividad del tratamiento. Para superar esta limitante, en los últimos años se ha propuesto una vía menos invasiva y directa para acceder al SNC: la administración intranasal. En particular, en el contexto de la terapia celular, esta vía ha mostrado resultados prometedores, aunque presenta múltiples limitaciones, entre ellas la pérdida de células en la cavidad nasal debido a los mecanismos naturales de defensa. Por otro lado, se ha propuesto el uso de biomateriales como vehículos para la administración de moléculas terapéuticas pequeñas en la ruta nariz-cerebro, demostrando mejorar su paso hacia el SNC y aumentar la efectividad terapéutica. En el caso de la terapia celular, el uso de biomateriales diseñados de forma racional podría favorecer la retención y proporcionar un microambiente favorable para la viabilidad celular en la cavidad nasal, facilitar la migración celular hacia el SNC y favorecer la diferenciación de las células progenitoras en subtipos celulares especializados, como los oligodendrocitos mielinizantes. Para este objetivo se propone el uso de quitosano, un biopolímero de origen natural que puede ser modificado para otorgarle propiedades específicas, el cual destaca por su capacidad de formar hidrogeles, los cuales pueden formularse para responder a estímulos, como la temperatura.

Objetivos

En el presente trabajo se plantea el diseño y la obtención de biomateriales de quitosano funcionalizado, en forma de formulaciones termogelificantes, para ser evaluados como vehículos en la administración intranasal de células precursoras de oligodendrocitos (OPCs), con el objetivo de analizar su efectividad terapéutica en la promoción de la remielinización en modelos experimentales de EM.

Resultados

Como paso previo a la formulación del vehículo termogelificante, se realizó la funcionalización del quitosano con ácido succínico y ácido ferúlico. Se corroboró la unión covalente de estos sustituyentes a la estructura del polímero, y se demostró que dicha funcionalización aumentó su solubilidad, mejorando así su aplicabilidad en condiciones fisiológicas.

Posteriormente, se diseñó una formulación a base de quitosano funcionalizado, incorporando genipina como agente termogelificante, gelatina de Wharton como agente citoprotector y un balance de sales para mantener la osmolaridad y evaluar el pH óptimo de la formulación. Se ensayaron distintas proporciones de estos componentes, considerando como variables de respuesta la velocidad de gelificación a 37 °C y la biocompatibilidad con células madre mesenquimales. Las formulaciones seleccionadas mostraron una rápida gelificación a temperatura corporal (< 30 min), una viabilidad de OPCs superior al 95 % en cultivo tridimensional, preservación de la capacidad de migración celular y ausencia de efectos oxidativos o tumorigénicos sobre las células.

Tras evaluar la administración intranasal, se corroboró que el vehículo no causó daño al epitelio nasal y permitió la retención de las células en el atrio nasal por hasta 72 h. Además, se demostró in vivo la migración de las OPCs desde la cavidad nasal hacia el parénquima cerebral.

Se implementaron dos modelos murinos de desmielinización, uno sistémico y otro focalizado, inducidos mediante agentes tóxicos en ratones atímicos. En ambos, la administración intranasal de OPCs utilizando el vehículo termogelificante promovió la remielinización, moduló la astrogliosis y microgliosis, y estimuló la secreción de citoquinas asociadas a la reparación tisular. Asimismo, se observó que el vehículo generó menor reactividad, tanto en la cavidad nasal como en los bulbos olfatorios, en comparación con otras estrategias reportadas para permeabilizar el epitelio y facilitar la administración intranasal de terapias celulares.

Finalmente, se corroboró in vivo la seguridad del tratamiento, evidenciando la ausencia de masas tumorales y de marcadores asociados a la tumorigenicidad en el tejido cerebral.

Conclusiones

En este trabajo se desarrolló un biomaterial biocompatible en forma de vehículo termogelificante, con la capacidad de aumentar el tiempo de residencia en la cavidad nasal, proporcionando simultáneamente un entorno favorable para la viabilidad celular y facilitando la migración de las células hacia el SNC. Además, en modelos murinos desmielinizantes, este vehículo demostró potenciar la efectividad terapéutica de las OPCs administradas por vía intranasal, promoviendo la remielinización y reduciendo la reactividad en las zonas de lesión. Este estudio presenta, por primera vez, el uso de hidrogeles termosensibles en terapias celulares vía nariz-cerebro, abriendo la posibilidad de mejorar tanto la eficiencia de entrega como la efectividad terapéutica en futuras estrategias de medicina traslacional.

Requisitos:

Presencial