Un implante de hidrogel para combatir la endometriosis

Los hidrogeles tienen una variedad de casos de uso, incluyendo lentes de contacto, suministro de dosis de medicamentos dentro del cuerpo, humectantes, almacenamiento de agua en el suelo, limpieza de agua contaminada y como agentes gelificantes y espesantes. Un hidrogel es un gel hecho de un tipo de plástico que puede unir el agua. Investigadores de ETH Zurich y Empa han desarrollado ahora el primer implante de hidrogel diseñado para su uso en las trompas de Falopio. Esta innovación cumple dos funciones: una es actuar como un anticonceptivo, la otra es prevenir que la receptora desarrolle endometriosis en primer lugar o detener su propagación si la desarrolla.

Hace unos cuatro años, Inge Herrmann incorporó un nuevo miembro a su grupo de investigación en el Departamento de Ingeniería Mecánica y de Procesos de ETH y Empa. El nuevo miembro era un médico senior especialista en ginecología que estaba interesado en llevar a cabo investigaciones inspiradas en la clínica. Este tipo de colaboración interdisciplinaria fue un experimento para todo el equipo. Su objetivo inicial había sido convertir un hidrogel en un nuevo tipo de anticonceptivo para mujeres. Sin embargo, después de que el equipo de investigación comenzara a hablar con la ginecóloga, se dieron cuenta de que implantar un hidrogel para ocluir las trompas de Falopio también podría ayudar a prevenir la endometriosis.

Prevenir la endometriosis ocluyendo las trompas de Falopio

Alrededor del 10 por ciento de las mujeres sufren de endometriosis. Sin embargo, todavía no está claro exactamente qué causa esta condición. La hipótesis es que durante la menstruación, la sangre fluye hacia atrás a través de las trompas de Falopio y hacia la cavidad abdominal. Esta sangre contiene células del revestimiento uterino (endometrio), que se asientan en la cavidad abdominal y como resultado pueden causar inflamación, dolor y formación de tejido cicatricial.

Los investigadores encontraron una manera de crear un implante de hidrogel capaz de ocluir con éxito las trompas de Falopio y así prevenir la menstruación retrógrada. Describen sus hallazgos en un estudio que se publicó recientemente en la revista Advanced Materials. “Descubrimos que el implante tenía que estar hecho de un gel extremadamente suave, similar en consistencia a un caramelo de gelatina, que no afectara al tejido nativo y no fuera tratado y rechazado como un cuerpo extraño”, explica Alexandre Anthis, autor principal del estudio.

Una ventaja de los hidrogeles es que se hinchan cuando entran en contacto con el líquido. Como resultado, este nuevo implante comienza con aproximadamente dos milímetros de longitud. Pero una vez implantado en las trompas de Falopio como parte de un procedimiento no quirúrgico utilizando un histeroscopio, un instrumento para inspeccionar la cavidad uterina, el implante se hincha a más del doble de su tamaño original. El hidrogel actúa entonces como una barrera tanto para el esperma como para la sangre. “Nuestro implante de hidrogel se puede destruir fácil y rápidamente, ya sea con luz UV o con una solución especial, de modo que las receptoras no tengan que someterse a una operación invasiva y arriesgada si deciden revertir el procedimiento”, dice Herrmann.

Innovación a través de la colaboración interdisciplinaria

Anthis dice que uno de los mayores desafíos fue lograr el equilibrio adecuado entre la estabilidad y la degradabilidad. “Queríamos asegurarnos de que el implante fuera compatible y estable”. Para ello, los investigadores realizaron primero experimentos ex vivo en trompas de Falopio humanas (y animales) que, por ejemplo, se habían extirpado durante el tratamiento del cáncer de ovario. A continuación, probaron su innovación en un cerdo vivo; después de tres semanas, el implante de hidrogel seguía en su posición y no había señales de ninguna reacción de cuerpo extraño.

Junto con ETH y los Laboratorios Federales Suizos para la Ciencia de los Materiales y la Tecnología (Empa), los investigadores presentaron una patente. Pero todavía queda mucho camino por recorrer para que el implante esté listo para comercializarse. Dado que la endometriosis es una enfermedad humana, es difícil saber cómo se comportará el implante de hidrogel a largo plazo una vez que esté en su posición en las trompas de Falopio, especialmente cuando las receptoras realizan actividades físicas extenuantes como el deporte. Además, todavía no está claro si el bloqueo de las trompas de Falopio por sí solo es suficiente para prevenir la endometriosis. “Hemos rastreado bases de datos para encontrar datos relacionados con pacientes con endometriosis a las que se les han extirpado las trompas de Falopio”, dice Herrmann. Estos casos podrían revelar si esa medida realmente detiene el desarrollo de la endometriosis en la cavidad abdominal, añade.

“Hasta ahora, se han realizado muy pocas investigaciones en el punto de encuentro de la ciencia de los materiales, la ingeniería de procesos y la ginecología. Pero esta es un área de investigación de vital importancia. Esperamos que nuestro trabajo se considere un paso significativo en la dirección correcta”, dice Herrmann, quien recientemente inauguró el Ingenuity Lab en el Hospital Universitario Balgrist, con el objetivo de trasladar las innovadoras tecnologías de materiales a las clínicas.