Más rápido, más pequeño, más barato: los investigadores del MHH pretenden mejorar la producción de terapias celulares personalizadas
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Financiación multimillonaria de la Unión Europea: los defectos cardíacos congénitos suelen provocar insuficiencia cardíaca. Esto significa que incluso los pacientes jóvenes necesitan asistencia circulatoria mecánica o un trasplante de órgano. Ambas opciones merman gravemente la calidad de vida. Las células del músculo cardíaco cultivadas en el laboratorio ofrecen una alternativa. Si estas células proceden de los propios pacientes, ni siquiera es necesario recurrir a la inmunosupresión. Sin embargo, el proceso de producción es complejo y costoso. Con el proyecto iNDUCARE, un equipo de investigación internacional liderado por la MHH pretende ahora mejorar un proceso de producción ya aprobado en EE. UU. para que la reparación cardíaca personalizada sea asequible y clínicamente viable en el futuro.
La insuficiencia cardíaca es una de las principales causas de muerte en todo el mundo. Las opciones de tratamiento son limitadas, especialmente cuando la insuficiencia cardíaca está causada por cardiopatías congénitas. Las personas afectadas necesitan asistencia circulatoria mecánica o un trasplante de órgano ya en la edad adulta temprana. Ambas opciones tienen inconvenientes: los sistemas de asistencia cardíaca requieren anticoagulación de por vida y no son una solución permanente; los corazones de donantes son escasos y requieren inmunosupresión de por vida. El uso de las denominadas células madre pluripotentes inducidas humanas (hiPSC) ofrece una alternativa. Estas células somáticas reprogramadas genéticamente pueden desarrollarse en cualquier tipo de célula, por ejemplo, en células del músculo cardíaco. Estos cardiomiocitos producidos en laboratorio (hiCM) están destinados a reemplazar el tejido muscular cardíaco perdido y mejorar la función cardíaca en el futuro. Si las hiPSC no se derivan de células somáticas donadas, sino de los propios receptores, la inmunosupresión ni siquiera es necesaria. Esto se debe a que el sistema inmunitario no reconoce como extrañas las células derivadas de las propias hiPSC autólogas del cuerpo. Sin embargo, su producción ha sido hasta ahora muy compleja y costosa.
Un equipo de investigación dirigido por el Prof. Dr. Robert Zweigerdt, biólogo celular de los Laboratorios de Investigación Leibniz para la Biotecnología y los Órganos Artificiales (LEBAO) del Departamento de Cirugía Cardíaca, Torácica, , de la Facultad de Medicina de Hannover (MHH), y el director del LEBAO, el profesor Dr. Ulrich Martin, pretende resolver este problema. Con su proyecto iNDUCARE, pretenden utilizar un proceso de fabricación de hiCMs autólogas que ya está aprobado en EE. UU. y mejorarlo para que la reparación cardíaca personalizada sea asequible y clínicamente viable en el futuro. La Unión Europea financia este proyecto de colaboración internacional con un total de ocho millones de euros. Como coordinador, la MHH recibirá alrededor de dos millones de euros de esta cantidad.
La inmunosupresión es problemática
«Una ventaja importante del trasplante de hiCMs derivadas de las propias células sanguíneas del paciente, las llamadas autólogas, es que no se requiere inmunosupresión —que conlleva efectos secundarios—, lo cual es una ventaja decisiva, especialmente para niños y adultos jóvenes», señala el profesor Martin. Desde una perspectiva comercial, la producción en masa de productos celulares derivados de células iPS no específicas del paciente (alogénicas) puede parecer atractiva debido a los menores costes iniciales en comparación con las iPSC específicas del paciente. Sin embargo, esto supondría unos costes significativamente más elevados a largo plazo, ya que generalmente se requiere inmunosupresión de por vida. El profesor Dr. Arjang Ruhparwar, director de Cirugía del HTTG, añade: «La inmunosupresión inducida por fármacos también es problemática para los pacientes en estado crítico, ya que su sistema inmunitario no puede tolerar ningún deterioro adicional. Pero dicho tratamiento tampoco es justificable para niños y adultos jóvenes, dados los altos riesgos de infección, desarrollo de tumores y reducción de la calidad de vida».
La producción sigue siendo demasiado lenta y costosa
A largo plazo, por lo tanto, el enfoque autólogo podría resultar en muchos casos incluso más rentable y sostenible que la terapia con iPSC alogénicas derivadas de un donante. Sin embargo, además de los costes significativamente más elevados al inicio del tratamiento, hay otras dos razones por las que esta terapia aún no se ha generalizado. En primer lugar, cada línea celular no solo debe crearse de forma individual, sino que también debe producirse y someterse a controles de calidad mediante complejos procesos de fabricación para garantizar la función deseada y descartar riesgos del tratamiento. En segundo lugar, en el caso de las afecciones cardíacas agudas, se tarda demasiado en producir una cantidad suficiente de estas células para el tratamiento.
Control de calidad asistido por IA
Los complejos procesos de producción se mejorarán aún más en iNDUCARE. Los vectores de sendavirus de nuevo desarrollo tienen como objetivo acortar el proceso de reprogramación y reducir los costes. Los investigadores pretenden abordar el segundo problema con la ayuda de biorreactores de tanque agitado de alta densidad. «Hasta ahora, el número de células necesario solo se puede producir en grandes biorreactores de dos litros», afirma el profesor Zweigerdt. «Se utilizará la IA para optimizar los procesos de producción y el control de calidad: nuestro objetivo es producir una dosis terapéutica suficiente en tan solo 300 mililitros, aproximadamente el volumen de una taza de café grande».
Utilizar la plataforma también para otras aplicaciones
Los investigadores pretenden comparar los procesos de producción actuales de la MHH con los que ya se utilizan en EE. UU. Se espera que la combinación de elementos de ambas tecnologías dé como resultado una plataforma de producción de hiCMs mejorada que pueda utilizarse tanto en Europa como en EE. UU. para la fabricación de productos iPS autólogos. «Esperamos multiplicar por cinco o por siete el rendimiento de cardiomiocitos, al tiempo que reducimos el tiempo de producción de un año a siete meses y recortamos los costes hasta en un 70 por ciento», explica el profesor Zweigerdt. «Y todo ello sin comprometer la seguridad ni la calidad». Los investigadores no se centran únicamente en el músculo cardíaco. «Nuestra plataforma de fabricación también está pensada para ser transferible a otras terapias basadas en células y para sentar las bases de tratamientos de próxima generación específicos para cada paciente que vayan más allá de la reparación cardíaca», destaca el profesor Martin.
El proyecto colaborativo iNDUCARE comenzará el 1 de septiembre de 2026 y tendrá una duración de cuatro años. Además de la MHH, participan socios de investigación, industria y práctica clínica de Alemania, el Reino Unido, Israel, los Países Bajos, Suiza, la República Checa y los Estados Unidos.
Nota: Este artículo ha sido traducido utilizando un sistema informático sin intervención humana. LUMITOS ofrece estas traducciones automáticas para presentar una gama más amplia de noticias de actualidad. Como este artículo ha sido traducido con traducción automática, es posible que contenga errores de vocabulario, sintaxis o gramática. El artículo original en Inglés se puede encontrar aquí.
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