Los bioingenieros de UConn lograron regenerar con éxito el cartílago en la rodilla de un conejo, un salto prometedor hacia la curación de las articulaciones en humanos, informan en la edición del 12 de enero de Science Translational Medicine.
La artritis es una enfermedad común y dolorosa causada por el daño a nuestras articulaciones. Normalmente, las almohadillas de cartílago amortiguan esos puntos. Pero las lesiones o la edad pueden desgastarlo. A medida que el cartílago se deteriora, el hueso comienza a golpear el hueso y las actividades cotidianas, como caminar, se vuelven terriblemente dolorosas.
Los mejores tratamientos disponibles intentan reemplazar el cartílago dañado con una pieza sana extraída de otra parte del cuerpo o de un donante. Pero el cartílago saludable es un suministro limitado. Si es propio, trasplantarlo podría dañar el lugar de donde fue tomado; si es de otra persona, es probable que su sistema inmunológico lo rechace.
El mejor tratamiento posible sería regenerar el cartílago sano en la propia articulación dañada. Algunos investigadores han intentado amplificar los factores de crecimiento químico para inducir al cuerpo a desarrollar cartílago por sí mismo; otros intentos se basan en un andamio de bioingeniería para darle al cuerpo una plantilla para el tejido fresco. Pero ninguno de estos enfoques funciona, ni siquiera en combinación.
“El cartílago regenerado no se comporta como el cartílago nativo. Se rompe, bajo las tensiones normales de la articulación”, dice el bioingeniero de UConn Thanh Nguyen, profesor asistente en el Departamento de Ingeniería Mecánica.
El laboratorio de Nguyen también ha estado trabajando en la regeneración del cartílago y han descubierto que las señales eléctricas son clave para el crecimiento normal. Diseñaron un andamio de tejido hecho de nanofibras de ácido poli-L láctico (PLLA), un polímero biodegradable que a menudo se usa para coser heridas quirúrgicas. El nanomaterial tiene una propiedad ordenada llamada piezoelectricidad. Cuando se aprieta, produce una pequeña ráfaga de corriente eléctrica. El movimiento regular de una articulación, como el de una persona que camina, puede hacer que el andamio PLLA genere un campo eléctrico débil pero constante que anime a las células a colonizarlo y convertirse en cartílago. No se necesitan factores de crecimiento externos ni células madre (que son potencialmente tóxicas o tienen riesgo de eventos adversos no deseados) y, lo que es más importante, el cartílago que crece es mecánicamente robusto.
El equipo probó recientemente el andamio en la rodilla de un conejo herido. Al conejo se le permitió subirse a una cinta rodante para hacer ejercicio después de implantar el andamio y, tal como se predijo, el cartílago volvió a crecer normalmente.
“La piezoelectricidad es un fenómeno que también existe en el cuerpo humano. Hueso, cartílago, colágeno, ADN y varias proteínas tienen una respuesta piezoeléctrica. Nuestro enfoque para la curación del cartílago tiene una gran traslación clínica, y analizaremos el mecanismo de curación relacionado”, dice Yang Liu, becaria postdoctoral en el grupo de Nguyen y autora principal del trabajo publicado.
“Este es un resultado fascinante, pero necesitamos probarlo en un animal más grande”, uno con un tamaño y peso más cercano a un humano, dice Nguyen. Su laboratorio querría observar a los animales tratados durante al menos un año, probablemente dos, para asegurarse de que el cartílago sea duradero. Y sería ideal probar los andamios PLLA también en animales mayores. La artritis es normalmente una enfermedad de la vejez en los seres humanos. Los animales jóvenes se curan más fácilmente que los viejos: si el andamiaje piezoeléctrico también ayuda a los animales más viejos a curarse, realmente podría ser un gran avance de la bioingeniería.
Fuente: Universidad de Connecticut.
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