Reconstruir los defectos óseos causados por una lesión o una enfermedad a partir de células de la piel es lo que, según una investigación que se publica en The Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), acaba de lograr un equipo de científicos del New York Stem Cell Foundation Research Institute. Los investigadores, coordinados por Darja Marolt y Giuseppe Maria de Peppo, aseguran haber generado sustitutos óseos de pacientes gracias a células de la piel para reparar grandes defectos en el hueso. El estudio supone un avance en los tratamientos reconstructivos personalizados para pacientes con defectos óseos resultantes de enfermedad o trauma que, en la opinión de los investigadores, facilitará el desarrollo de injertos de hueso en tres dimensiones, combinados para adaptarse a las necesidades específicas y el perfil inmunológico de cada paciente.
A partir de células de la piel, los científicos han logrado reprogramar las células adultas para convertirlas a un estado similar al embrionario; así, las células resultantes son células madre pluripotentes inducidas (iPS) y son portadoras de la misma información genética que el paciente, además de poder convertirse en cualquier tipo de células humanas.
El siguiente paso fue programar a estas células para que se convirtieran en células progenitoras formadoras de hueso y, a continuación, los científicos sembraron las células en un andamiaje para la formación de hueso tridimensional. En concreto, los científicos colocan las construcciones en un dispositivo llamado biorreactor, que proporciona nutrientes, elimina los desechos y estimula la maduración, simulando un entorno de desarrollo natural.
Estudios previos ya habían demostrado el potencial de formación de huesos de otras fuentes celulares, aunque todavía es pronto para su traslado a la clínica. El problema radica en que aunque las células madre de médula ósea de un paciente pueden formar tejido óseo y cartilaginoso, no son capaces de generar la vasculatura subyacente y compartimentos nerviosos; además, los huesos derivados de células madre embrionarias pueden inducir un rechazo inmunológico. Para evitar estas limitaciones, los investigadores decidieron trabajar con células iPS.
«Ningún otro grupo de investigación ha publicado trabajos sobre la creación totalmente viable y funcional de sustitutos óseos tridimensionales a partir de células iPS humanas. Estos resultados nos acercan a la consecución de nuestro objetivo final, el desarrollo de los tratamientos más prometedores para los pacientes», resaltó de Peppo.
Para el tratamiento de los defectos y lesiones óseas se emplean actualmente injertos óseos obtenidos a partir del propio paciente, de un banco de hueso de donante o gracias a sustitutos sintéticos. Sin embargo, ninguno de estos permite la reconstrucción compleja y pueden provocar rechazo inmunológico para integrarse con los tejidos circundantes conectivos. Para los pacientes que sufren de traumatismos o lesiones vehiculares, estos tratamientos tradicionales proporcionan una mejora funcional y estética.
Antes de usar su técnica en animales, los investigadores verificaron en el laboratorio si funcionaba. Al comprobar que generaba hueso, los investigadores evaluaron la estabilidad cuando se trasplantaron células iPS derivadas en un modelo animal. El riesgo que hay con las células iPS no diferenciadas es que pueden formar teratomas, un tipo de tumor. Después de implantar las iPS derivadas de células de sustitutos óseos bajo la piel de ratones inmunodeficientes, a las 12 semanas, no había señales de tumores malignos, y sí células de los vasos sanguíneos se integraban a lo largo de los injertos, lo que indica la estabilidad de los sustitutos óseos.
Los científicos advierten que si bien estos resultados representan un avance importante, se necesita una mayor investigación antes de que los injertos óseos derivados de células de la piel lleguen a los pacientes. Los próximos pasos incluyen la optimización del protocolo y el éxito del crecimiento de los vasos sanguíneos dentro del hueso.
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