Las infecciones de los folículos pilosos suelen ser difíciles de tratar porque las bacterias se asientan en el espacio entre el cabello y la piel, donde es difícil que los ingredientes activos lleguen a ellas. Para investigar este escenario más de cerca en el laboratorio, investigadores del Departamento de Administración de Medicamentos a Través de Barreras Biológicas del Instituto Helmholtz de Investigación Farmacéutica de Sarre (HIPS) han desarrollado un modelo en el que los folículos del cabello humano están incrustados en una matriz producida usando 3D. impresión. . En el futuro, este modelo podrá utilizarse para probar la eficacia de nuevos fármacos candidatos contra patógenos directamente relevantes en los folículos humanos. El equipo publicó sus hallazgos en la revista. ACS Ciencia e Ingeniería de Biomateriales.
Los folículos pilosos son estructuras complejas que rodean la raíz del cabello, anclándola a la piel y manteniendo el cabello en su lugar. Al mismo tiempo, la zona entre la piel y el folículo proporciona las condiciones óptimas para que los microorganismos crezcan sin obstáculos. Esto a menudo conduce a una inflamación crónica del folículo, que no sólo es dolorosa, sino que también puede desencadenar enfermedades secundarias como la diabetes mellitus o incluso una sepsis grave en el caso del acné. Actualmente, sólo en Alemania hay unas 830.000 personas infectadas con la enfermedad.
Para poder desarrollar con éxito nuevas sustancias activas contra la inflamación de los folículos pilosos, se necesitan modelos que puedan imitar de forma realista las condiciones fisiológicas de la piel en el laboratorio. Un equipo dirigido por el Prof. Claus Michael Lehr en el sitio HIPS del Centro Helmholtz para la Investigación de Infecciones (HZI) en colaboración con la Universidad del Sarre ha desarrollado un modelo de este tipo. Al trasplantar folículos pilosos humanos vivos a una matriz de colágeno dentro de un andamio de polímero impreso en 3D, los investigadores pudieron imitar con éxito el entorno natural del folículo piloso. “El modelo tiene la ventaja de que podemos probar nuevos fármacos candidatos en el microambiente del folículo piloso en una fase temprana de desarrollo sin recurrir a pruebas con animales”, afirma Sami Aliazdi, primer autor del estudio.
Anteriormente, los nuevos fármacos candidatos para las infecciones de los folículos pilosos se probaban inicialmente en modelos simples, como folículos pilosos humanos que flotaban libremente en cultivo líquido. Sin embargo, estos modelos no representan adecuadamente las condiciones reales de los pacientes y, por lo tanto, no son ideales para estudios de eficacia biológica. Utilizando el nuevo modelo 3D, los investigadores ya han demostrado que las nanopartículas penetran y se distribuyen mejor en los folículos pilosos que en los cultivos de folículos pilosos que flotan libremente. Por tanto, las nanopartículas pueden penetrar profundamente en el folículo piloso y son adecuadas como portadores de principios activos. El equipo de Lehr también pudo demostrar que los folículos pilosos están infectados con patógenos hospitalarios. Estafilococo aureus Si el antibiótico rifampicina se “envasa” en tales nanopartículas, se puede combatir mucho mejor.
El modelo 3D descrito de folículos pilosos humanos supera algunos de los desafíos asociados con modelos de laboratorio anteriores. “Nuestro modelo proporciona una simulación más realista del microambiente de un folículo piloso humano y puede cultivarse durante largos períodos de tiempo. Pero aún no hemos llegado al final del camino. Necesitamos perfeccionar aún más las propiedades mecánicas del polímero. “También planeamos agregar tipos de células adicionales, como fibroblastos y células inmunes, para hacer que el modelo sea más representativo de la condición del paciente y tiene un gran potencial para proporcionar información temprana valiosa sobre la viabilidad del folículo, el comportamiento de los patógenos y, en última instancia, predecir las evaluaciones de eficacia y seguridad de los medicamentos. Lehr enfatiza: “Nuestra investigación muestra que el cabello natural imita el entorno del folículo es esencial para evaluar la eficacia de los antibióticos. Este modelo podría acelerar significativamente el desarrollo de nuevas terapias dirigidas y al mismo tiempo reducir la cantidad de estudios en animales necesarios”.
