El músculo es el órgano más grande que representa el 40% de la masa corporal y juega un papel esencial en el mantenimiento de nuestras vidas. El tejido muscular se destaca por su capacidad única de regeneración espontánea. Sin embargo, en lesiones graves como las sufridas en accidentes automovilísticos oresección tumoral que da como resultado una pérdida muscular volumétrica VML, la capacidad del músculo para recuperarse se ve muy disminuida. Actualmente, los tratamientos VML comprenden intervenciones quirúrgicas con colgajos o injertos musculares autólogos acompañados de fisioterapia. Sin embargo, los procedimientos quirúrgicos a menudo conducen a una reducción muscularfunción, y en algunos casos resulta en una falla completa del injerto. Por lo tanto, existe una demanda de opciones terapéuticas adicionales para mejorar la recuperación de la pérdida muscular.
Una estrategia prometedora para mejorar la capacidad funcional del músculo dañado es inducir la regeneración de novo del músculo esquelético mediante la integración de las células trasplantadas. Diversos tipos de células, incluidas las células satélite células madre musculares, mioblastos y células madre mesenquimales., se han utilizado para tratar la pérdida muscular. Sin embargo, las biopsias musculares invasivas, la escasa disponibilidad de células y el mantenimiento limitado a largo plazo impiden la traducción clínica, donde se pueden necesitar de millones a miles de millones de células maduras para proporcionar beneficios terapéuticos.
Otro tema importante es controlar el microambiente tridimensional en el lugar de la lesión para garantizar que las células trasplantadas se diferencien adecuadamente en tejidos musculares con estructuras deseables. Se han utilizado una variedad de biomateriales naturales y sintéticos para mejorar la supervivencia y la maduración de las células trasplantadasmientras se reclutan células huésped para la regeneración muscular. Sin embargo, existen dilemas no resueltos y duraderos en el desarrollo del andamio tisular. Los andamios naturales exhiben un alto reconocimiento celular y afinidad de unión celular, pero a menudo no brindan solidez mecánica en lesiones grandes o tejidos que soportan carga querequieren soporte mecánico a largo plazo. Por el contrario, los andamios sintéticos proporcionan una alternativa diseñada con precisión con propiedades mecánicas y físicas ajustables, así como estructuras y composiciones bioquímicas adaptadas, pero a menudo se ven obstaculizadas por la falta de reclutamiento celular y la mala integración con el tejido del huésped.
Para superar estos desafíos, un equipo de investigación del Centro de Nanomedicina del Instituto de Ciencias Básicas IBS en Seúl, Corea del Sur, la Universidad de Yonsei y el Instituto de Tecnología de Massachusetts MIT diseñó un protocolo novedoso para la regeneración de músculos artificiales.El equipo logró un tratamiento eficaz de VML en un modelo de ratón mediante el empleo de tecnología de reprogramación celular directa en combinación con un andamio híbrido natural-sintético.
La reprogramación celular directa, también llamada conversión directa, es una estrategia eficiente que proporciona una terapia celular eficaz porque permite la generación rápida de células diana específicas del paciente utilizando células autólogas de la biopsia de tejido. Los fibroblastos son las células que se encuentran comúnmente dentro de latejidos conectivos, y están ampliamente involucrados en la cicatrización de heridas. Como los fibroblastos no son células diferenciadas terminalmente, es posible convertirlos en células progenitoras miogénicas inducidas iMPC utilizando varios factores de transcripción diferentes. En este documento, esta estrategia se aplicó para proporcionar iMPCpara ingeniería de tejido muscular.
Con el fin de proporcionar soporte estructural a las células musculares en proliferación, se eligió policaprolactona PCL como material para la fabricación de un andamio poroso debido a su alta biocompatibilidad. Mientras que la lixiviación de sales es un método ampliamente utilizado para crear materiales porosos, se limita principalmente a producir estructuras porosas cerradas. Para superar esta limitación, los investigadores ampliaron el método convencional de lixiviación de sal con estirado térmico para producir andamios de fibra de PCL personalizados. Esta técnica facilitó la fabricación de fibras porosas de alto rendimiento con rigidez, porosidad,y dimensiones que permiten una adaptación precisa de los andamios a los sitios de las lesiones.
Sin embargo, los andamios de fibra sintética de PCL por sí solos no proporcionan señales bioquímicas y mecánicas locales óptimas que imiten el microambiente específico del músculo. Por lo tanto, la construcción de un andamio híbrido se completó mediante la incorporación de hidrogel de matriz extracelular muscular descelularizada MEM en el PCLActualmente, MEM es uno de los biomateriales naturales más utilizados para el tratamiento de VML en la práctica clínica. Por lo tanto, los investigadores creen que los andamios híbridos diseñados con MEM tienen un gran potencial en aplicaciones clínicas.
Las construcciones de fibras musculares obtenidas mediante bioingeniería resultantes mostraron una rigidez mecánica similar a la de los tejidos musculares y exhibieron una diferenciación muscular mejorada y una alineación muscular alargada in vitro. Además, la implantación de construcciones musculares modificadas por bioingeniería en el modelo de ratón VML no solo promovió la regeneración muscular con una inervación yangiogénesis, sino que también facilitó la recuperación funcional de los músculos dañados. El equipo de investigación señala: "La construcción de músculo híbrido podría haber guiado las respuestas de células musculares reprogramadas agregadas exógenamente y la infiltración de poblaciones de células huésped para mejorar la regeneración muscular funcional al orquestar la diferenciación, el efecto paracrino yremodelación constructiva del tejido. "
El profesor CHO Seung-Woo del IBS Center for Nanomedicine y Yonsei University College of Life Science and Biotechnology, quien dirigió este estudio, señala: "Se requieren más estudios para dilucidar los mecanismos de regeneración muscular por nuestras construcciones híbridas y para potenciar latraducción de plataformas de entrega instructiva celular. "
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Instituto de Ciencias Básicas . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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