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European Network for Cell Imaging and Tracking Expertise

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Visualizar el comportamiento de las células tras la aplicación de terapia celular

La terapia celular es un tipo de medicina personalizada con resultados prometedores capaz de curar enfermedades crónicas. Dada las ventajas que presenta esta terapia, se realizó un estudio europeo para diseñar técnicas y herramientas de imagen no invasivas destinadas a supervisar el trasplante celular y a evaluar los resultados terapéuticos de la terapia celular.

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Uno de los motivos por los cuales la terapia celular está cobrando importancia reside en las distintas utilidades de las células trasplantadas: fines regenerativos, principio activo o vehículo transportador del fármaco. Sea cual sea la aplicación, es crucial que estas células alcancen el órgano diana, mientras que supervisar sus movimientos resulta esencial para conocer los mecanismos involucrados en este tratamiento. La resonancia magnética (RM), a pesar de ser una técnica de imagen muy útil en el diagnóstico clínico y la investigación biológica, carece de sensibilidad suficiente para realizar un seguimiento celular. Con objeto de resolver este problema se inició el proyecto «European network for cell imaging and tracking expertise» (ENCITE), financiado con fondos europeos, cuyo objetivo consistió en mejorar los métodos actuales y desarrollar nuevas técnicas de resonancia magnética e imagen óptica destinadas a supervisar los movimientos celulares (tanto físicos como funcionales). El fin último del proyecto fue posibilitar la aplicación clínica de este tipo de técnicas y utilizarlas en el tratamiento del ictus y de enfermedades neurológicas, cardiovasculares y del aparato locomotor así como de la diabetes y del cáncer. Uno de los objetivos del proyecto consistió en aumentar el número de genes indicadores disponibles para RM y desarrollar técnicas de imagen no invasivas destinadas a la supervisión de procesos como la migración, la diferenciación, la proliferación y la muerte celular. Los socios proyectaron crear nuevos reactivos como nanopartículas de óxido de hierro, complejos metálicos paramagnéticos y compuestos con flúor, con intención de mejorar la sensibilidad y la especificidad del marcaje celular. Se observó que un nuevo compuesto con gadolinio (Gd) utilizado como informador de imagen multiplicaba por siete la sensibilidad en comparación con los compuestos comercializados. También se diseñaron nuevas técnicas de marcaje celular como la internalización fotoquímica (PCI), que presenta muy pocas interferencias con la migración y las propiedades funcionales de las células. Se diseñaron técnicas ópticas no lineales pioneras que permitieron el estudio de la estructura y la función tisular mediante microscopía multifotón. La luz excitada por las fibras de colágeno y los complejos de actomiosina (generación de segundo armónico) se combinó con la luz de generación de tercer armónico procedente de los adipocitos, el recorrido nervioso, los eritrocitos y la superficie de los haces de colágeno para ser detectada por microscopía multifotón. El equipo de ENCITE aplicó con éxito esta técnica por primera vez al estudio de las vías de invasión utilizadas por las células cancerígenas en el proceso metastásico. La validación preclínica de las técnicas de imagen conllevó la generación de herramientas que facilitarían la supervisión de la migración, la integración, el estatus funcional y la diferenciación de las células madre trasplantadas. El marcaje de los islotes pancreáticos mediante nanopartículas de óxido de hierro superparamagnéticas permitió la visualización de estas células a través de RM en un modelo animal, lo que demuestra la posibilidad de aplicar estas técnicas en pacientes con diabetes de tipo 1. Las técnicas desarrolladas en ENCITE se utilizarían en la evaluación de los resultados tras la aplicación de terapia celular, como por ejemplo la mejora de la actividad del órgano tratado. La determinación de las respuestas inmunitarias en pacientes con cáncer tratados con terapia biológica es otra de las aplicaciones de esta técnica.

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