Ciencias

La regeneración del cartílago de la rodilla podría ser un avance prometedor para la curación de las articulaciones en humanos

Los bioingenieros de UConn han regenerado con éxito el cartílago en la rodilla de un conejo, un avance prometedor para 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. Por lo general, las almohadillas de cartílago amortiguan estos puntos. Pero las lesiones o la edad pueden desgastarte. A medida que el cartílago se deteriora, el hueso comienza a frotarse contra el hueso y las actividades cotidianas, como caminar, se vuelven terriblemente dolorosas.

Los mejores tratamientos disponibles tratan de reemplazar el cartílago dañado con una pieza sana tomada de otra parte del cuerpo o de un donante. Pero el cartílago saludable es limitado. Si es tuyo, trasplantarlo puede 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 cartílago sano en la propia articulación dañada. Algunos investigadores han tratado de amplificar los factores de crecimiento químico para inducir al cuerpo a desarrollar cartílago por sí mismo; otros intentos se basan en andamios de bioingeniería para dar 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 tensiones articulares normales».

Thanh Nguyen, bioingeniero en UConn

El laboratorio de Nguyen también ha estado trabajando en la regeneración del cartílago y ha descubierto que las señales eléctricas son clave para el crecimiento normal. Diseñaron un andamio de tela 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 elegante propiedad 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 genere un campo eléctrico débil pero constante que alienta a las células a colonizarlo y convertirse en cartílago. No se requieren 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.

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El equipo probó recientemente el andamiaje en la rodilla de un conejo herido. Se le permitió al conejo subirse a una caminadora para hacer ejercicio después de colocar el andamio y, 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. Dr. Yang Liu, becario 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 que sea más parecido en tamaño y peso a un humano, dice Nguyen. A su laboratorio le gustaría observar a los animales tratados durante al menos un año, probablemente dos, para asegurarse de que el cartílago sea duradero. Y sería ideal probar el andamiaje PLLA en animales mayores también. 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 sanar a los animales mayores, esto realmente podría ser un gran avance de la bioingeniería.

Fuente:

Referencia del periódico:

Liu, Y., et al. (2022) Estimulaciones piezoeléctricas inducidas por el ejercicio para la regeneración del cartílago en conejos. Ciencia Medicina Traslacional. doi.org/10.1126/scitranslmed.abi7282.

Prudencia Febo

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