PROYECTO HERISAM

EL PROYECTOHERISAM

La curación de heridas es un proceso fisiológico complejo (gobernado por diferentes tipos de células, factores de crecimiento y citoquinas) y necesario para el mantenimiento de la integridad de la piel después de un trauma. 

El proyecto de investigación HERISAM, pretende la creación de un sistema multifuncional capaz de aportar mejoras en el proceso de curación de heridas.

Conozca a continuación los detalles del proyecto.

La primera respuesta del organismo a una herida es la hemostasia, que se produce para detener el sangrado. Las plaquetas son las primeras células que alcanzan el sitio de la
lesión uniéndose al colágeno de la MEC. Las plaquetas secretan varias proteínas para formar un coágulo estable de fibrina, que sirve como una matriz provisional para las células que migran hacia el lecho de la herida. Además, la agregación plaquetaria induce una vasoconstricción que reduce el flujo sanguíneo. Las plaquetas atrapadas dentro del coágulo
también secretan importantes factores para reclutar células adicionales, incluidos neutrófilos, macrófagos, fibroblastos y células de tejido conectivo que depositan colágeno y promueven la reparación del tejido dañado (Figura 1).

La fase de inflamación comienza inmediatamente después y dura aproximadamente 3 días. Durante esta fase, el sistema de complemento se activa atrayendo a los leucocitos, que a su vez liberan enzimas, histamina y otros mediadores responsables de los signos característicos de la inflamación alrededor de la herida. Los neutrófilos son las siguientes células predominantes en la fase inflamatoria y su principal función es eliminar patógenos, material extraño, componentes dañados de la matriz y células muertas. Sucesivamente, monocitos y linfocitos migran al lecho de la herida y se diferencian en macrófagos que fagocitan el tejido necrótico restante e inician la formación de tejido de granulación.

Durante la fase inflamatoria, los macrófagos también producen importantes factores de crecimiento (TGF-β, FCDP, FNT-α) y citoquinas (IL-1, IL-6) que son responsables de la proliferación de fibroblastos, células de músculo liso y células endoteliales. Al final de la fase de inflamación, los neutrófilos son fagocitados por los macrófagos y la reducción en el número de células inflamatorias y marcadores de la inflamación indica el comienzo de la fase de proliferación, que se corresponde con la “reconstrucción» del tejido dañado para reemplazar la matriz de fibrina provisional de la fase de hemostasia. En la fase de proliferación se producen angiogénesis, tejido de granulación, reepitelización y contracción de la herida. Los queratinocitos basales migran desde los bordes de la herida y desde los anexos cutáneos hasta el área lesionada donde proliferan, se diferencian y forman una cubierta sobre la herida. Los fibroblastos, que migran a la herida desde la médula ósea, se activan y comienzan a sintetizar nueva MEC secretando varios de sus componentes (colágenos, fibronectina y hialuronano).

Los fibroblastos que ya se encontraban en el lecho de la herida se diferencian en fibroblastos específicos, llamados miofibroblastos, que cierran el área lesionada al juntar los bordes de la herida en un proceso llamado “contracción de la herida”. La última fase del proceso de curación, llamada fase de maduración y remodelación, puede durar hasta más de un año. Durante esta fase, todos los procesos activados en las fases de inflamación y proliferación finalizan. Las células endoteliales, los macrófagos y los miofibroblastos, que ya no se necesitan, sufren apoptosis o abandonan la herida. Los capilares pequeños se agregan en vasos sanguíneos más grandes, la actividad metabólica disminuye y la MEC está formada principalmente por colágeno.

Figura 1.

Investigación Herisam

Esquema de las etapas de curación de heridas (A) y su escala temporal (B) (modificada de Greaves y col., 2013). Greaves, N.S., Ashcroft, K.J., Baguneid, M., Bayat, A. (2013). Current understanding of molecular and cellular mechanisms in fibroplasia and angiogenesis during acute wound healing. J. Dermatol. Sci. 72, 206-217.

Investigación Herisam

El proyecto que se presenta se orienta al Reto 1 (“salud, cambio demográfico y bienestar”), puesto que contribuye a dar respuestas a las demandas de salud y bienestar de la sociedad, así como a los desequilibrios y altos costes que amenazan la sostenibilidad de los sistemas sanitarios, debidos al cambio demográfico.

La propuesta contribuye a la mejora del tratamiento de las heridas crónicas, que suponen una carga significativa para los pacientes, siendo incluso causa de muerte. Su tratamiento es costoso y laborioso ya que son susceptibles a la infección, se curan con mucha lentitud y a menudo requieren tratamiento quirúrgico. Esta condición pone a los pacientes en peligro significativo y son necesarios procedimientos quirúrgicos recurrentes (desbridamiento de la herida o incluso amputación) para evitar complicaciones potencialmente mortales.

La hipótesis del proyecto parte de la observación que las limitaciones principales en el desarrollo de terapias para la reparación tisular en el tratamiento de las heridas crónicas se deben en parte a la dificultad para determinar qué fármacos específicos usar y los vehículos más apropiados para su administración. Además, las monoterapias con corticoides, agentes antimicrobianos o factores de crecimiento, tradicionalmente usadas en este ámbito, conllevan considerables efectos secundarios (osteoporosis, glaucoma, atrofia y dolor en el sitio de la inyección) y/o elevada inestabilidad en el lugar de acción. Existe por tanto una necesidad urgente de desarrollar sistemas capaces de administrar agentes bioactivos múltiples y de forma controlada, utilizando un enfoque sinérgico para producir un potencial terapéutico mejorado.

Hipótesis-Herisam
Metodología HeriSam

La metodología cuenta con tres fases, asociadas a los OE:
 Fase 1: Preparación y caracterización de los nanohíbridos agentes activos/filosilicatos
 Fase 2: Preparación y caracterización de los “scaffolds” in vitro
 Fase 3: Ensayos en modelos animales

Se han establecido cuatro paquetes de trabajo (PT), tres de ellos asociados a la metodología y a los OE descritos y un paquete correspondiente al plan de difusión del
proyecto:
     PT1: Preparación y caracterización de los nanohíbridos agentes activos/filosilicatos
     PT2: Preparación y caracterización de los “scaffolds” in vitro
     PT3: Ensayos in vivo
     PT4: Difusión de los resultados

Planificación-HeriSam
Impacto-Técnico-HeriSam

El proyecto plantea el diseño de sistemas terapéuticos avanzados biomiméticos y multifuncionales para el tratamiento de heridas crónicas, lo que contribuye a responder a las necesidades de salud y bienestar del Reto 1 de la sociedad. A partir del estado actual de la técnica, la metodología descrita en el proyecto contribuirá al avance en el ámbito farmacéutico y biomédico y al estudio de los mecanismos de interacción entre los componentes de estos sistemas y de ellos con los tejidos biológicos. Los nuevos “scaffolds” serán una alternativa al tratamiento convencional que presenta, como se ha señalado, una baja tasa de éxito terapéutico. Gracias a su estructura biomimética, podrán simular la matriz extracelular natural de los tejidos humanos y permitir la administración inteligente de agentes activos capaces de facilitar la interacción con las células vivas y gestionar el proceso de curación. Asimismo, la técnica de electrohilado es un proceso rápido y económico, que puede considerarse prometedor para su traslado a escala industrial. La combinación de escalabilidad, eficacia y coste del producto representa un gran avance en el mercado de la cicatrización de heridas.

Los resultados que se obtengan serán transferidos a diferentes agentes del sistema español de I+D, incluyendo agencias de evaluación científica nacionales y autonómicas, OTRI y unidades similares destinadas a la gestión y evaluación de la transferencia en centros de I+D. Sin menoscabo de esta transferencia el proyecto implica el desarrollo de patentes que permitan proteger los resultados de la investigación relativos a procedimientos de elaboración y productos desarrollados.

Transferencia-HeriSam
Sociedad-HeriSam

El proyecto tendrá un impacto importante en la mejora de la calidad de vida de pacientes ancianos y diabéticos, así como en el tratamiento de quemaduras y otras heridas de difícil curación. Los beneficios económicos y socio-sanitarios, derivados de la disminución significativa de los costes de tratamiento y el aumento del número de pacientes curados, serán tanto directos como indirectos, al acortar el tiempo de hospitalización y por tanto el trabajo de los profesionales sanitarios y al aumentar la vida activa y productiva de los pacientes.