Las infecciones de los folículos pilosos suelen ser difíciles de tratar porque las bacterias se asientan en los espacios 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 con folículos pilosos humanos incrustados en una matriz producida mediante impresión 3D. . En el futuro, este modelo podrá utilizarse para probar la eficacia de nuevos fármacos candidatos contra patógenos relacionados directamente en folículos humanos. El equipo publicó sus hallazgos en la revista. ACS Ciencia e Ingeniería de Biomateriales.
Los folículos pilosos son estructuras complejas que rodean el folículo piloso, anclándolo 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 se multipliquen continuamente. Esto a menudo conduce a una inflamación crónica del folículo, que no sólo es dolorosa, sino que también puede provocar enfermedades reversibles como la diabetes mellitus o incluso una sepsis aguda en el caso del acné. Sólo en Alemania hay actualmente unas 830.000 personas afectadas por la enfermedad.
Para poder desarrollar con éxito nuevas sustancias activas contra la inflamación de los folículos pilosos, se necesitan modelos que puedan imitar las condiciones fisiológicas de la piel de la forma más realista posible en el laboratorio. Un modelo de este tipo ha sido desarrollado ahora por un equipo dirigido por el profesor Claus-Michael Lehr en HIPS, un sitio del Centro Helmholtz para la Investigación de Infecciones (HZI), en colaboración con la Universidad de Sarre. Al trasplantar folículos pilosos humanos vivos a una matriz de colágeno dentro de un andamio de polímero impreso en 3D, los investigadores pudieron replicar 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 sin recurrir a pruebas con animales”, afirmó 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 la condición real 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 en comparación con los cultivos de folículos pilosos que flotan libremente. Por lo tanto, las nanopartículas pueden penetrar profundamente en los folículos pilosos y son adecuadas como portadoras de ingredientes activos. El equipo de Lehr también pudo demostrar que la infección de los folículos pilosos con patógenos hospitalarios Estafilococo aureus Estas nanopartículas pueden combatirse significativamente si “envasan” el antibiótico rifampicina.
El modelo 3D descrito de folículos pilosos humanos supera algunos de los desafíos asociados con modelos de laboratorio anteriores. “Nuestro modelo proporciona una réplica más realista del microambiente del folículo piloso humano y puede cultivarse a largo plazo. Pero aún no hemos llegado al final del camino. Necesitamos optimizar aún más las propiedades mecánicas del polímero. También añadimos más “Se planea incluir tipos de células como fibroblastos y células inmunes para hacer que el modelo sea más representativo de la situación del paciente”, dijo Aliajdi. Un modelo más complejo tiene un gran potencial para proporcionar información temprana valiosa para predecir la función de los folículos pilosos. comportamiento del patógeno y, en última instancia, eficacia y seguridad del fármaco “Nuestro estudio muestra que imitar el entorno natural del folículo piloso es importante para evaluar la eficacia de los antibióticos”. Este modelo puede acelerar significativamente el desarrollo de nuevas terapias dirigidas y, al mismo tiempo, reducir la cantidad de estudios en animales necesarios”.