Los bioingenieros de UConn lograron regenerar 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 desgastarla. A medida que el cartílago se deteriora, el hueso comienza a golpear el hueso y las actividades cotidianas, como caminar, se vuelven terriblementedoloroso.
Los mejores tratamientos disponibles tratan de reemplazar el cartílago dañado con una pieza sana extraída de otra parte del cuerpo o de un donante. Pero el cartílago sano es limitado. Si es suyo, trasplantarlo podría lesionar el lugar de donde se extrajo;si es de otra persona, es probable que su sistema inmunológico lo rechace.
El mejor tratamiento posible sería regenerar 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 plantillapara 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.
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 se usa a menudopara 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 una persona que camina, puede hacer que el andamio PLLA segenera un campo eléctrico débil pero constante que alienta a las células a colonizarlo y convertirse en cartílago. No se necesitan factores de crecimiento externos ni células madre que son potencialmente tóxicas o corren el 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 lesionado. Se le permitió al conejo subirse a una caminadora para hacer ejercicio después de implantar el andamio y, tal como se predijo, el cartílago volvió a crecer normalmente. "La piezoelectricidad es un fenómeno quetambién existe en el cuerpo humano. El hueso, el cartílago, el colágeno, el ADN y varias proteínas tienen una respuesta piezoeléctrica. Nuestro enfoque para curar el cartílago tiene una gran traslación clínica y analizaremos el mecanismo de curación relacionado", dice el Dr. Yang Liu, unbecario postdoctoral en el grupo de Nguyen y autor principal del trabajo publicado.
Los resultados son emocionantes, pero Nguyen es cauteloso.
"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 en animales más viejos también. La artritis es normalmente una enfermedad de la vejez en los humanos. Los animales jóvenes sanan más fácilmente que los viejos, si el piezoeléctricoel andamiaje también ayuda a los animales mayores a sanar, realmente podría ser un gran avance de la bioingeniería.
Este trabajo cuenta con el apoyo del NIH subvenciones n.º R21EB024787 y R21AR078744. Otros coautores de la publicación de STM incluyen a Godwin Dzidotor, Thinh T. Le, Tra Vinikoor, Kristin Morgan, Eli J. Curry, Ritopa Das, Aneesah McClinton, Ellen Eisenberg, Lorraine N. Apuzzo, Khanh TM Tran, Pooja Prasad, Tyler J. Flanagan, Ho-Man Kan, Meysam T. Chorsi, Dr. Seok-Woo Lee, Dr. Kevin WH Lo y Dr. Cato T. Laurencin.
Fuente de la historia:
Materiales proporcionado por Universidad de Connecticut. Original escrito por Kim Krieger. Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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