Un implante de bioingeniería desencadena la regeneración ósea natural, según un estudio

Una nueva investigación de bioingeniería ayuda a reparar los huesos dañados sin provocar los efectos secundarios negativos de otros tratamientos. Según los científicos, se espera que el descubrimiento conduzca a mejores resultados para los pacientes.

Los investigadores sugieren que este descubrimiento podría allanar el camino para tratamientos innovadores, ayudando a personas con lesiones esqueléticas graves o pacientes con cáncer que han sufrido pérdida ósea al promover el crecimiento del tejido óseo.

Científicos de Escocia han descubierto una nueva forma de aprovechar el poderoso efecto curativo de los “factores de crecimiento”, moléculas naturales que facilitan los procesos regenerativos del cuerpo.

Polímero barato utilizado para desarrollar un implante quirúrgico

Los factores de crecimiento son esenciales en la biología del desarrollo, ya que orquestan el crecimiento del cuerpo desde la niñez hasta la edad adulta. Además, desempeñan un papel crucial en el proceso de curación del cuerpo después de lesiones, iniciando procesos complejos que reparan y reconectan eficazmente los tejidos dañados.

El equipo de investigación dirigido por la Universidad de Glasgow describió cómo hicieron este descubrimiento.

Utilizaron un polímero económico llamado poli(acrilato de etilo), o PEA, para desarrollar un implante quirúrgico que puede usarse en el sitio de un defecto óseo. Las propiedades únicas de la superficie del implante permitieron al equipo capturar los factores de crecimiento inactivos del cuerpo y garantizar que comenzaran a trabajar solo donde eran necesarios.

«Los procesos biológicos que sustentan este estudio se conocen desde hace más de dos décadas, pero esta es la primera vez que se aprovechan para producir este efecto regenerativo». él dijo Dr. Udesh Dhawan, investigador de la Escuela de Ingeniería James Watt de la Universidad de Glasgow.

“Poder administrar proteínas inmovilizadas directamente al sitio de tratamiento de esta manera proporciona mucho más control sobre cómo los factores de crecimiento se activan e inician el proceso de curación. También funciona en concentraciones mucho más bajas que los tratamientos anteriores, lo que ayuda a minimizar aún más las posibilidades de crecimiento óseo no deseado más allá del sitio que necesita curación”.

La fibronectina ayuda a que las células se unan y crezcan

La investigación anterior del equipo reveló que la PEA interactúa con la fibronectina, una proteína abundante en el cuerpo humano que promueve la adhesión y el crecimiento celular, para formar redes a nanoescala en su superficie.

A medida que se forma la red, cambia la forma de la fibronectina, exponiendo algunos de los aminoácidos de la molécula de fibronectina. Estos aminoácidos se utilizan naturalmente en el cuerpo para ayudar a las células a reparar y también almacenar proteínas inactivas.

El equipo colocó un fragmento de proteína recombinante llamado proteína 1 de unión al factor de crecimiento transformante latente, o rLTBP1, en la red de fibronectina, lo que provocó que las dos proteínas se unieran. rLTBP1 funciona como un imán para una proteína llamada TGF-β1, que estimula las células del factor de crecimiento en el cuerpo para producir tejido óseo nuevo en dosis bajas, informó Médico expreso.

Las moléculas de TGF-β1 están atrapadas en un complejo proteico llamado LAP, que mantiene inactiva la capacidad de la proteína para estimular la regeneración ósea hasta que sea necesaria.

Este nuevo tratamiento podría tener beneficios reales en entornos clínicos

El Dr. Dhawan dijo que este es un nuevo paso en la dirección correcta, pero los sistemas fisiológicos están más interconectados de lo que podríamos imaginar, y aún es necesario evaluar cómo esta nueva estrategia afecta a otros componentes cruciales del cuerpo, como las células inmunes. .

«Sin embargo, estos son resultados muy alentadores que sugieren que este nuevo tratamiento puede tener beneficios reales en entornos clínicos para estimular la regeneración ósea».

Los investigadores recubrieron pequeños tubos de plástico con PEA, fibronectina y rLTBP1. Luego, demostraron el potencial de estos implantes para regenerar hueso en defectos de tamaño crítico en ratones. A lo largo del estudio observaron una regeneración completa del defecto óseo.

Podría ayudar a regenerar los huesos de los pacientes.

Maestro Salmerón Sánchezcodirector del Centro para el Microambiente Celular de la Universidad de Glasgow, dijo que su enfoque para controlar la activación de los factores de crecimiento podría crear nuevas oportunidades para los pacientes en el futuro.

“Esto podría ayudar a regenerar huesos en pacientes que han perdido grandes secciones debido a enfermedades como el cáncer o accidentes graves, brindándoles una calidad de vida mucho mayor”.