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Dispositivos biomédicos con fluorescencia natural para su seguimiento en el organismo

Dispositivos biomédicos con fluorescencia natural para su seguimiento en el organismo

La monitorización no invasiva de los biosistemas basados ​​en hidrogeles implantados requiere generalmente de un marcaje indirecto del vehículo o la carga, lo que aumenta la complejidad y el riesgo potencial de alterar su funcionalidad.

Dispositivos biomédicos con fluorescencia natural para su seguimiento en el organismo

Científicos del grupo NanoBioCel de la Universidad del País Vasco (UPV/EHU), junto a la Universidad de Míchigan (EE UU), han desarrollado un dispositivo biomédico de inmunoaislamiento celular (microcápsulas) con capacidad intrínseca para ser rastreado una vez implantado en el organismo. El novedoso diseño incorpora una sustancia natural llamada genipina, la cual emite fluorescencia intensa y estable en el rango del rojo lejano.

La monitorización no invasiva de los biosistemas basados ​​en hidrogeles implantados requiere generalmente de un marcaje indirecto del vehículo o la carga, lo que aumenta la complejidad y el riesgo potencial de alterar su funcionalidad. Por primera vez, este grupo de investigadores ha demostrado que se pueden producir biosistemas basados ​​en hidrogeles a partir de biomateriales con propiedades intrínsecas para su seguimiento no invasivo, en este caso, mediante el uso de la genipina.

“Hasta la fecha nadie ha explotado la fluorescencia natural emitida por la genipina como un sistema de monitorización no invasivo en terapias celulares implantadas en seres vivos –destacan los autores–. Como primer hito en ese sentido, hemos desarrollado un novedoso dispositivo de inmunoaislamiento que incorpora la genipina en su propio diseño, pudiendo así ser rastreable una vez implantado en el organismo”.

Mediante un procedimiento rápido, eficiente y no citotóxico se logra maximizar la fluorescencia de las microcápsulas hasta lograr una óptima relación de señal/ruido.

“Además hemos validado el uso de la genipina como una sonda de imagen cuantitativa, demostrando que se obtiene una fluorescencia intensa y estable con buena linealidad de señal frente a dosis de microcápsulas implantadas durante varias semanas. A través de esa estrategia, hemos evaluado la dosis real inyectada de forma inmediata y controlar su posición a lo largo del tiempo, lo que mejora significativamente la bioseguridad y eficacia de la terapia”, añaden.

Aplicación en las tecnologías basadas en hidrogeles

La idea puede tener una aplicación potencial exitosa en la industria de las nano, micro y macrotecnologías basadas en hidrogeles, llamadas a ser piezas fundamentales tanto para la investigación biomédica como para el avance de la medicina clínica a través de aplicaciones como la ingeniería de tejidos, la medicina regenerativa.

“A medida que los sistemas de imagen de fluorescencia se vayan implementando gradualmente en la práctica clínica, creemos que nuestra propuesta podría tener una aplicabilidad exitosa en el avance de múltiples biotecnologías basadas en hidrogeles, incluidos los sistemas de administración de fármacos y células, vacunas o biosensores”, concluyen.

NanoBioCel es un grupo de investigación del Laboratorio de Farmacia y Tecnología Farmacéutica de la UPV/EHU y es miembro, a su vez, del Centro de Investigación Biomédica en Red de Bioingeniería, Biomateriales y Nanomedicina (CIBER-BBN) y de la infraestructura científico técnica singular Nanbiosis-ICTS.

Referencia bibliográfica:

Edorta Santos‐Vizcaino, Henry Haley, Ainhoa Gonzalez‐Pujana, Gorka Orive, Rosa Maria Hernandez, Gary D. Luker, Jose Luis Pedraz. Monitoring implantable immunoisolation devices with intrinsic fluorescence of genipin. Journal of Biophotonics (April 2019) DOI: https://doi.org/10.1002/jbio.201800170

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