Un artículo publicado en Journal of Tissue Engineering and Regenerative Medicine por personal investigador del Grupo de Regeneración y Trasplante del Instituto de Investigación Sanitaria La Fe aporta evidencias sobre el uso de andamios biosintéticos generados por electrohilatura para la mejora de la cobertura definitiva de grandes quemados que no disponen de suficiente piel donante y que precisan de la realización de cultivos de piel para su supervivencia.
El estudio, titulado “Electrospun poly (hydroxybutyrate) scaffols promote engrafment of human skin equivalents via macrophage M2 polarization and angiogénesis”, supone un avance en uno de los mayores retos en el tratamiento de pacientes con grandes quemaduras: el prendimiento y la cobertura definitiva de la piel en la zona afectada. Los resultados del trabajo ponen sobre la mesa una nueva opción para las complicaciones habituales en el tratamiento de estos pacientes y abren la puerta a la realización de un ensayo clínico a finales de 2017.
La clave está en la utilización de un velo de nanofibras biosintéticas que actúa como un andamio para fijar la piel artificial sobre las superficies quemadas. El material ha sido puesto a punto por AITEX con la tecnología de electrohilado. Una técnica que consiste en la fabricación de fibras en escala nanométrica, a través de campos eléctricos y con una gran variedad de aplicaciones biomédicas. Entre ellas, la formación de sistemas de fibras que soportan principios activos que se dosifican controladamente o como andamios en tejidos regenerativos y equivalentes dérmicos (ED) formados por queratinocitos y fibroblastos dérmicos humanos expandidos in vitro para regenerar la piel.
El Grupo de Regeneración y Trasplante del IIS La Fe cuenta con experiencia en la utilización del electrohilado con polihidroxibutirato (PHB), un biomaterial compatible con el tejido cardiaco que puede servir para depositar células progenitoras en un corazón infartado. Una vez comprobado que el material funcionaba la regeneración del tejido cardiaco, se decidió probar su eficacia en la piel con la colaboración de la Unidad de Quemados del Hospital Universitario y Politécnico La Fe de Valencia. Se puso en marcha un modelo de ratón humanizado y con una pequeña biopsia de piel humana expandida en placa de cultivo y prendida sobre el ratón, se consiguió crear piel humana sobre la cual se injertó un conjunto de equivalente dérmico (ED) y velo de PHB. El resultado fue un aumento de la vascularización favorable para el prendimiento y la supervivencia del cultivo de piel humana. Este trabajo presenta resultados positivos como modelo de validación ya que evidencia que el cultivo de la piel humana, un material muy frágil, prende mejor con un soporte o andamio de nanofibras que favorece la vascularización sin reacción inflamatoria adversa. Es un primer paso para evaluar qué biomateriales ayudan en la regeneración de la piel en quemados y en úlceras.
El reto clínico de esta investigación es obtener, con una muestra mínima de piel de un paciente gran quemado (más del 50% de superficie corporal quemada), la cantidad suficiente de equivalente dérmico o piel de laboratorio que pueda prender sobre el velo de nanofibras biosintéticas en las zonas lesionadas. Uno de los mayores problemas a los que se enfrentan los cirujanos plásticos cuando no hay suficiente cantidad zona donante de piel es que, la piel expandida en cultivo tiene muy poca consistencia. Por eso es necesario un soporte de nanofibras, un andamio biosintético que sea biodegradable y que mantenga la estabilidad hasta que el cultivo prenda.
La cobertura cutánea tras la eliminación del tejido muerto en grandes quemados se puede hacer con piel de cadáver proveniente del banco de tejidos, pero esta no es una solución definitiva. Cuando el cirujano plástico no tiene suficiente piel donante, debe recurrir a la piel expandida. El estudio demuestra que para que la piel prenda con la consistencia necesaria, los velos de nanofibras de PHB juegan un papel clave en el objetivo de recuperar las propiedades propias de la piel como órgano: función de barrera, retención de líquidos, protección contra infecciones, así como en el restablecimiento de la elasticidad y de la función estética en la cobertura cutánea.
En esta fase preclínica se ha testado el biomaterial para comprobar que es biocompatible y se ha confirmado que su presencia en el entorno dérmico favorece la formación de vasos sanguíneos y ayuda a la resolución de la inflamación. Hasta ahora, la única limitación que presenta este material radica en que el polímero (PHB), que se utiliza para tejer el velo, está producido por bacterias y, aunque no es tóxico, no está testado clínicamente. Se trata del mismo polímero que se utiliza para fabricar el plástico biodegradable de uso alimentario. Las investigaciones avanzan hacia el uso de materiales similares pero aprobados por la Food Drug Administration y de grado clínico, de forma que los estudios en pacientes puedan realizarse de forma segura.
El desarrollo tecnológico de los velos de nanofibras de AITEX se enmarcan en el contexto de proyectos de investigación y desarrollo que cuentan con el apoyo de la Conselleria de Economía Sostenible, Sectores Productivos, Comercio y Trabajo, a través del IVACE, y que están cofinanciados por los fondos FEDER de la UE, dentro del Programa Operativo FEDER de la Comunitat Valenciana 2014-2020. El proyecto también dispone de los fondos concedidos a la doctora Piar Sepúlveda a través de la Red de Terapia Celular (RDRD12/0019/0025) cofinanciada por FEDER Una manera de hacer Europa y del Ministerio de Economía y Competitividad, a través de los proyectos INNPACTO (IPT-2012-0681-300000) y RETOS (RTC-2015-4185-1).
