Biomaterialen eboluzioak errealitate bihur dezake sinestezina zirudiena

Alginatoz egindako mikrokapsulak. Barruan, berdez markatuta ikusten dira zelulak. Irudia: Gorka Orive.

Azken hamarkadetan gaixotasun neurodegeneratiboen intzidentzia handitu egin da gizarte garatuetan. Eta neuronak babestu edo berreskura ditzaketen farmako ugari probatzen ari diren arren, hainbat oztopo daude farmakook klinikoki garatzeko eta administratu ahal izateko. Besteak beste, hauek dira oztopoak: (1) barrera hematoentzefalikoa gainditzea eta garunera behar den beste farmako heltzea; (2) farmakoa odolean dauden entzimen degradazio azkarretik babestea; (3) farmakoa espezifikoki kaltetutako zeluletara heltzea; (4) terapiarako erabil daitezkeen zelulen iraupena eta biobateragarritasuna areagotzea; eta (5) nerbio-sistema zentralean injektatu edo txertatu beharreko sistemaren segurtasuna eta eraginkortasuna guztiz frogatzea.

Arazo horiek gainditu nahian, biomaterialak garatzeko ahalegin izugarriak egiten ari dira zientzialariak. Hain zuzen ere, lesioa duen gunera faktore neurotrofikoak (NGF, GDNF,...) askatuko dituzten biomaterial polimerikoekin eginiko nano eta mikrosistema garraiatzaileak diseinatzen dihardute. Bost dira ikertutako sistema garrantzitsuenak:

1. Liposomak: geruza bikoitz lipidikoz eratutako besikulak dira.

2. Nanoesferak eta nanokapsulak: Ohiko polimero biodegradagarri solidoekin egindako besikula esferikoak dira.

3. Dendrimeroak: erdiko nukleoaren inguruan elkarri lotutako molekulez eratutako sare polimeriko tridimentsionalki perfektuak dira.

4. Mizelak: Kolesterola bezalako molekula anfifilikoekin sortutako talde esferikoak dira.

5. Zelulak garraiatzen dituzten mikrokapsula polimeriko tridimentsionalak: Nutrienteak eta oxigenoa barneratzen eta hondakin zelularrak kanporatzen uzten duen geruza erdiiragazkor batez osatutako kapsulak dira. Gelifikatzeko erraztasunagatik eta bere izaera porotsuagatik, alginatoa da mikrokapsula horiek eratzeko gehien erabiltzen den polimeroa.

Sistema garraiatzaileok optimizatuta daude farmakoaren askapena eraginkorragoa izan dadin, eta biodegradazioa txikiagoa, gainazaleko estaldura molekular bereziei esker. Hori da abantaila nagusia. Horrez gain, sistema horiekin egindako ikerketa preklinikoen emaitzak oso itxaropentsuak izan dira.

Aipatutako sistemen artean, zelulak garraiatzen dituzten mikrokapsulek badituzte abantaila batzuk. Izan ere, zelulek bizirik dirauten bitartean, faktore neurotrofikoen de novo sintesia ziurtatzen dugu; hau da, faktorea behar denean, mementoan sintetizatzen da, eta, gainera, gaixoaren barnean. Horren adibide dugu retinitis pigmentosa deritzan erretinako gaitz neuroendekapenezkoa tratatzeko AEBen 2006an hasitako saiakuntza klinikoa. Saiakuntza horretan ikusi dute erretinako neurona ziliar endekatuak berreskuratu egin daitezkeela, kapsularatutako erretinako zelula epiteliar primarioek faktore neurotrofiko ziliarra askatzea eraginda. Azpimarratzekoa da, gainera, saiakuntza III. fasera pasatu zela 2009an, eta litekeena dela laster medikamentu gisa merkaturatzea.

Hala ere, hobekuntza nabarmenak egin behar dira oraindik zelulak garraiatzen dituzten mikrokapsuletan. Kontuan eduki behar da sistema horiek garatzea besteak garatzea baino askoz konplexuagoa dela. Batetik, zelulak bizirik manten daitezen, nutrienteen, hondakinen eta gasen trukaketa egokia baimenduko duten kapsulak diseinatu behar direlako. Eta, bestetik, segurtasuna bermatzeko fabrikazio-prozesuak optimizatu behar direlako.

Neuroendekapenezko gaixotasunetan erabiltzen ari den beste estrategia interesgarri bat da lesioa gertatu den gunean bertan ehun osasuntsuaren portaera simulatzen duten biomaterialak ezartzea --nahiz eta garuneko zona osasuntsuei kalte egiteko arriskua handia izan--. Estrategia horretan, zelula primarioak erabiltzeaz gainera, emaitza interesgarriak lortu dira zelula amekin. Horren adibide argia da Park-ek eta kideek 2002an saguekin egindako saiakuntza preklinikoa. Saiakuntza horretan, oxigeno-emaria eteteagatik (iskemiagatik) hildako garuneko atala berreskuratzen saiatu ziren. Horretarako, zelula ama neuronalak kapsularatu zituzten, eta biomateriala zuzenean ezarri zuten kaltetutako gunean. Bada, biomaterialaren inguruan zelula amek sortutako nerbio-ehun berria sortzen zela ikusi zuten, eta ez hori bakarrik: neurona berriek konexioak (neuritak) ezarri zituzten ostalariaren beste neurona osasuntsuekin.

Atlantako Emory Unibertsitateko ikertzaile-talde batek ere emaitza onak lortu zituen 2009an. Garunean lesioa zuten saguei zelula ama neuronalak transplantatu zizkieten, ingurune biologikoa imitatzen duen laminina eta fibronektina proteinez eginiko biomaterial batean; eta ikusi zuten gai izan zirela garatzeko, eta hobetu egin zela garuneko zenbait funtzioren galera.

Animaliekin lortutako emaitzak erabat positiboak diren arren, ezin da ahaztu zeharo ezberdina dela animaliekin eta pertsonekin lan egitea. Animaliekin saiakuntzak egiten ditugunean, animalia bat baino gehiago erabiltzen dugu, emaitzak errepikakorrak direla frogatzeko eta sinesgarriak izan daitezen. Era berean, esperimentua diseinatzen dugunean, hilko zaizkigun animalien kalkulua ere egiten da, etika-komitearen baimena jaso ahal izateko. Baina, gizakietan, aukera bakarra da, eta ezin genezake hutsik egin. Hau da, lehendabizi aurretiaz eginiko milaka saiakuntza preklinikotan xehetasun guztiak ondo zehaztu behar dira, ondoren gizakian proba bakarra eginez esperimentua ondo ateratzeko.

Eta baldintza asko bete behar dira horretarako. Izan ere, garuneko gaixotasunak tratatzeko biomaterial perfektuak izan behar du moldagarria, biobateragarria, biodegradagarria, kimikoki eta mekanikoki egonkorra, ez-toxikoa, prozesagarria, farmakoaren askapen-zinetika kontrolatzeko gai eta ostalariaren zelulekiko interaktiboa. Ematen du gorputzeko zelulak inguratzen dituen matrizea imitatzeko gaitasuna dela biomaterialak eraginkorrak izateko gakoetako bat; eta, horregatik, sistema garraiatzaileen gainazaletan moldaketa kimikoak eta fisikoak probatzen ari dira, ostalariaren zelulekiko interaktiboa den sistema adimendun bat lortu nahian.

Azkenik, uste dugu ez litzatekeela burugabekeria izango hamarkada batzuk barru esku artean izatea neuroendekapenezko gaitzen batentzako biomaterialez eginiko medikamendu eraginkor bat, eta duela hiru hamarkada sinestezina zirudiena errealitate bihurtzea.