Una médula ósea artificial fabricada con seda para producir plaquetas
Las transfusiones de plaquetas son esenciales para los pacientes cuyo organismo no puede producir una cantidad suficiente, algo frecuente en casos de leucemia, tratamientos contra el cáncer o enfermedades víricas. Sin embargo, las plaquetas procedentes de donantes no bastan para satisfacer la demanda actual, que aumenta a un ritmo de cerca del 10 % cada año. Una alternativa prometedora para aumentar el suministro es la producción de plaquetas ex vivo que, además de poder ampliarse a gran escala, ofrece compatibilidad universal para evitar reacciones inmunitarias adversas y reduce el riesgo de infección cruzada. En el proyecto SilkPlatelet(se abrirá en una nueva ventana), financiado por el Consejo Europeo de Innovación(se abrirá en una nueva ventana), se desarrolló un sistema de producción de plaquetas ex vivo basado en la fibroína de seda: una proteína natural que se extrae de los capullos de los gusanos de seda. El sistema utiliza un biorreactor para reproducir el proceso natural que tiene lugar en la médula ósea. En él, las células madre se diferencian en precursores de los megacariocitos, las células de la médula ósea encargadas de producir las plaquetas. El objetivo es disponer de una solución para producir plaquetas a gran escala para su uso en transfusiones. «La diferencia entre nuestro enfoque y otros es que no adaptamos la tecnología a la producción de sangre, sino que hicimos lo contrario: partimos de la producción de sangre y, a partir de ahí, desarrollamos la tecnología —comenta Alessandra Balduini, profesora titular del Departamento de Medicina Molecular de la Universidad de Pavía(se abrirá en una nueva ventana) (Italia) y coordinadora de SilkPlatelet—. Es un enfoque único».
Modelos de médula ósea basados en seda más avanzados
El sistema consigue que los megacariocitos cultivados en laboratorio se comporten como si estuvieran dentro del organismo humano y produzcan plaquetas cuando se necesitan. Para ello, incorpora médula ósea artificial fabricada con fibroína de seda, que reproduce fielmente la estructura esponjosa, la composición y las propiedades mecánicas de la médula ósea natural. Estos modelos de médula ósea basados en seda pueden producir plaquetas a gran escala. En SilkPlatelet, el consorcio optimizó la plataforma de producción de plaquetas y mejoró los modelos de seda para reproducir con mayor fidelidad el entorno de la médula ósea humana. A continuación, se amplió el sistema con vistas a la producción en masa y contribuir así al objetivo de la Estrategia UEproSalud(se abrirá en una nueva ventana) para aumentar el acceso a tratamientos esenciales. Los investigadores del consorcio, liderados por Hana Raslova, del Instituto Gustave Roussy(se abrirá en una nueva ventana) de París (Francia), también optimizaron el sistema de producción para aumentar el rendimiento y la pureza y obtener un mayor número de plaquetas funcionales. Paralelamente, todos los productos celulares se sometieron a exhaustivos controles de calidad para comprobar su identidad, pureza, funcionalidad y seguridad antes de utilizarlos en aplicaciones posteriores. Ida Biunno y su equipo en ISENET Biobanking(se abrirá en una nueva ventana) (Italia) contribuyeron al establecimiento, la caracterización y la evaluación de la calidad de las líneas de células madre pluripotentes inducidas utilizadas durante el proyecto. Ello garantizó la solidez y la reproducibilidad del proceso de producción.
Un modelo flexible para estudiar enfermedades
La prueba de concepto demostró que las células ex vivo no solo son funcionales, sino que poseen la flexibilidad necesaria para comportarse como si formaran parte del organismo humano. Incluso permiten reproducir los efectos de enfermedades relacionadas con las plaquetas, lo que abre la posibilidad de utilizar la plataforma en futuras investigaciones. «También logramos reproducir mejor la complejidad de la médula ósea incorporando otros tipos de células, además de las progenitoras. Así pudimos demostrar cómo influyen las distintas células de la médula en la producción de sangre», explica Balduini. Balduini y su equipo continúan perfeccionando el sistema, examinando nuevas aplicaciones y trabajando para ampliar la capacidad del biorreactor. «En lo que respecta a la seda, dedicamos buena parte de nuestros esfuerzos a comprender su función en el sistema y determinar qué podemos mejorar», concluye Balduini.