Apósitos de nanocelulosa bacteriana biológicamente activos para regeneración de la córnea

Un equipo de investigación del ICMAB-CSIC presenta los primeros resultados de apósitos de nanocelulosa bacteriana para un tratamiento oftalmológico innovador en Biomaterials Science. La nanocelulosa bacteriana, más asequible y fácil de conservar que los tratamientos actuales, se impregnará con factores de crecimiento para acelerar la regeneración de la córnea.  La investigación se desarrolla en estrecha colaboración con el Centro de Oftalmología Barraquer de Barcelona, que apoya este proyecto desde la perspectiva clínica.

Investigadoras del Instituto de Ciencia de Materiales de Barcelona (ICMAB) del CSIC están desarrollando unos nuevos apósitos de nanocelulosa, biológicamente activos, para tratar heridas en la córnea. El equipo del proyecto está formado por tres investigadoras del Grupo de Nanoparticles and Nanocomposites (https://departments.icmab.es/nn/, @NNgroupICMAB) del ICMAB-CSIC: Anna Roig, que lidera el proyecto, Irene Anton-Sales y Anna Laromaine. Además, el proyecto cuenta con la colaboración del Centro de Oftalmología Barraquer, que ayudará desde la perspectiva clínica con materiales y experiencia técnica.

Los apósitos, de dimensiones ajustables según las necesidades clínicas y de un grosor de aproximadamente un milímetro, son de nanocelulosa bacteriana, un material de origen biológico fabricado por cultivos bacterianos. La bacteria Komagataeibacter xylinus (K. xylinus) es una de las especies más eficientes en la producción de este tipo de celulosa. Cuando dichas bacterias están en un medio acuoso con glucosa producen nanofibras de celulosa entretejidas formando una membrana continua y estable.

Esta nanocelulosa presenta excelentes características que hacen de ella una buena alternativa a los materiales actualmente usados para el vendaje ocular: es semitransparente, tiene una gran capacidad de retención de líquido (como un hidrogel), es biocompatible, no contiene toxinas, es flexible pero muy resistente, y puede usarse como sustrato para el crecimiento celular.

En el estudio, publicado en Biomaterials Science, se demuestra que la nanocelulosa se puede fijar mediante sutura, presenta una muy buena adaptación al contorno del ojo y una gran estabilidad en contacto con tejidos. El siguiente paso del proyecto consiste en añadir moléculas bioactivas a la nanocelulosa, como factores de crecimiento y sustancias anti-inflamatorias para acelerar la regeneración corneal.

“Hasta ahora, las lesiones graves de córnea son tratadas con parches de membrana amniótica, pero estos tratamientos no son accesibles a todo el mundo. Sin embargo, los apósitos de nanocelulosa serían mucho más fáciles de producir y almacenar y, sobre todo, mucho más asequibles”, explica Anna Roig.

“En el futuro, si se transfiere la tecnología a la industria, se podrían obtener estos apósitos a partir de materia prima mucho más accesible y económica, como por ejemplo de residuos orgánicos”, añade Irene Anton-Sales, investigadora del ICMAB-CSIC.

Las lesiones en la córnea son extremadamente delicadas, molestas y dolorosas. Su cuidado es importante para que no deriven en problemas más graves. En este sentido, los apósitos de nanocelulosa protegerán la córnea y acelerarán su correcta regeneración evitando infecciones y proporcionando la hidratación adecuada hasta su curación.

Anteriormente Anna Laromaine dirigió el proyecto PLANT NANOHEALING en el que se demostró que esta nanocelulosa refuerza la cicatrización en plantas.

El proyecto CORNEAL-BC recibirá financiación del programa LLAVOR, de la AGAUR (Agència de Gestió d’Ajuts Universitaris i de Recerca, Generalitat de Catalunya), FEDER (Fons Europeu de Desenvolupament Regional) y de la Secretaria d’Universitats i Recerca del Departament d'Empresa i Coneixement de la Generalitat de Catalunya. Este programa selecciona proyectos de investigación innovadores con posibilidades de incorporar productos al sector productivo e industrial.

Artículo de referencia:

Anton-Sales, I. et al. Bacterial nanocellulose as a corneal bandage material: A comparison with amniotic membrane. Biomater. Sci.  (2020).

Mercè Fernandez Via- Comunicació CSIC a Catalunya / Anna May- ICMAB-CSIC