Cómo la tráquea porcina mejora el ensayo de fármacos respiratorios
Reciclado de residuos de matadero
Investigadores de la Universidad de Ciencias Aplicadas de Biberach (HBC) han desarrollado un nuevo modelo de ensayo para probar la tolerabilidad de medicamentos complejos, como los anticuerpos inhalados. Para ello utilizan células de la tráquea de cerdos. Este método podría mejorar el desarrollo de otras biomoléculas para inhalación en el futuro. Los resultados han sido publicados recientemente por un equipo dirigido por la Prof. Dra. Katharina Schindowski Zimmermann, del Instituto de Biotecnología Aplicada del HBC, en la revista científica "In Vitro Models".
"Hasta ahora, las biomoléculas complejas se administraban principalmente mediante infusiones o inyecciones, pero esta situación está cambiando. El enfoque de administrar proteínas a través de las vías respiratorias ha experimentado un nuevo auge en la era de los coronavirus", informa Zimmermann. Por ello, cada vez más grupos de investigación y empresas farmacéuticas ensayan la inhalación de estos principios activos para acercarlos a posibles ámbitos de aplicación en las vías respiratorias. De este modo se evitan los "desvíos" a través de la sangre, donde muchos principios activos carecen de utilidad. El reto, sin embargo, es que las proteínas son moléculas muy grandes, caras de producir y mucho más sensibles que los principios activos tradicionales de síntesis química. "En nuestro modelo podemos comprobar si la biomolécula sigue teniendo la calidad necesaria", afirma Zimmermann. Además, los investigadores examinan cómo las células de la mucosa de las vías respiratorias reaccionan a los principios activos y los absorben.
"Como nuestras vías respiratorias representan una importante barrera con el mundo exterior, en las mucosas se encuentran muchas células inmunitarias que reaccionan directamente con el principio activo administrado y podrían activar el sistema inmunitario", explica Rebecca Rittersberger. Según la doctoranda, primera autora de la publicación junto con su colega Janik Martin, hay que tener en cuenta estos aspectos si se quiere optimizar el efecto y reducir los efectos secundarios. Por eso son necesarios buenos modelos para acercarse lo más posible a la realidad.
Hasta ahora, las líneas celulares se han considerado el patrón oro en este campo de investigación. "Pero se trata de células cancerosas. Han perdido muchas de las funciones de la mucosa normal", explican los investigadores. Por eso aislaron células de un organismo sano. ¿Y por qué de cerdos en particular? "Las dimensiones son similares, y además el cerdo es muy parecido al ser humano en términos inmunológicos", explica Rittersberger. Los investigadores obtienen los tubos de aire de cerdo a partir de residuos de matadero. "Residuos que son muy valiosos para nosotros", explica Martin.
El equipo pasó meses optimizando la mejor forma de cultivar las células porcinas. Utilizando diversos métodos, los científicos también examinaron detenidamente cómo está estructurado el modelo y hasta qué punto se parece a la mucosa real. ¿Hay células que producen moco? ¿Y los cilios que lo transportan fuera de las vías respiratorias? "Cuando se observa un modelo como éste, uno se da cuenta de lo complicado que es todo el sistema", señala Martin. Ya se han observado muchos de los tipos y estructuras celulares naturales, como los receptores, que son especialmente importantes para el transporte de anticuerpos. "Al principio, no teníamos tantos cilios en este modelo", añade Rittersberger, "pero entretanto también hemos mejorado eso". También se está trabajando en otro modelo con células inmunitarias activas. "No se nos acaban las ideas sobre cómo mejorar las cosas", resume la profesora Katharina Zimmermann.
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Publicación original
Janik Martin, Rebecca Rittersberger, Simon Treitler, Patrick Kopp, Anit Ibraimi, Gabriel Koslowski, Max Sickinger, Annabelle Dabbars, Katharina Schindowski; "Characterization of a primary cellular airway model for inhalative drug delivery in comparison with the established permanent cell lines CaLu3 and RPMI 2650"; In vitro models, Volume 3, 2024-11-25
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