Un nuevo biomaterial finalmente puede ayudar a reparar el cartílago dañado en las articulaciones afectadas: ScienceAlert

El cuerpo es muy bueno para repararse a sí mismo, pero algunas partes de nuestra anatomía luchan por volver a su estado normal después de una lesión.

Uno de esos materiales es el cartílago, el tejido conectivo esponjoso pero resistente que evita que nuestros huesos se froten y choquen entre sí. Con el tiempo, los componentes transparentes o «vidriosos» del cartílago pueden deteriorarse significativamente, provocando condiciones dolorosas como Osteoporosis y condromalacia.

Los científicos han trabajado para encontrar una manera de regenerarse. cartílago hialino Durante muchos años, un equipo de la Universidad Northwestern de Estados Unidos ha logrado un gran avance. Han desarrollado un biomaterial que se inyecta en el cartílago dañado de ovejas vivas, actuando como un andamio que promueve el crecimiento del cartílago en las articulaciones activas.

«El cartílago es un componente esencial de nuestras articulaciones». dice el químico Samuel Staub De la Universidad del Noroeste.

“Cuando el cartílago se daña o se descompone con el tiempo, puede tener un impacto significativo en la salud general y la capacidad de movimiento de una persona. El problema es que el cartílago en los humanos adultos no tiene la capacidad innata de sanar. Nuestro nuevo tratamiento puede estimular la reparación. en tejidos que no se regeneran adecuadamente». «Creemos que nuestro tratamiento puede ayudar a abordar una necesidad clínica grave e insatisfecha».

El deterioro del cartílago es un importante problema de salud. encuesta 2011 Un estudio realizado en 18 países mostró que en más de 1,3 millones de cirugías de reemplazo de rodilla cada año, los problemas de cartílago fueron el factor principal.

Aunque existen otras intervenciones que pueden ayudar, como la creación de microfracturas para estimular la reparación del cartílago, estas intervenciones a menudo resultan en el crecimiento del tipo incorrecto de cartílago: cartílago fibroso y resistente. fibrocartílago – él ama Tejido cicatricial cartilaginoso – En lugar del cartílago hialino suave y flexible que recubre las articulaciones.

Un tratamiento potencial en el que los científicos están trabajando para mejorar es el uso de stents en defectos del cartílago que favorecen el crecimiento del cartílago hialino. Esta opción ha tenido éxito en mamíferos pequeños, como los ratones, pero falla en mamíferos más grandes, probablemente debido a las mayores presiones y fuerzas que actúan sobre las articulaciones de los animales más grandes.

Staub y sus colegas han logrado desarrollar un material que parece capaz de resolver este grave problema. Es un biomaterial de dos componentes.

La primera es una molécula peptídica que se une a una proteína llamada Factor de crecimiento transformante beta-1que desempeña un papel crucial en el crecimiento y la división celular, especialmente en el esqueleto, donde regula el crecimiento de huesos y cartílagos.

El segundo componente es ácido hialurónicoque quizás conozcas por los productos para el cuidado de la piel que utilizas: ayuda a que tu piel se mantenga suave al retener la humedad. También se puede encontrar en las articulaciones y los cartílagos, donde actúa como lubricante y desempeña un papel en la cicatrización de heridas.

En experimentos de probeta, los investigadores descubrieron que este material híbrido favorece la diferenciación condrogénica: la proliferación de células cartilaginosas, conocidas como condrocitos. Formaron haces de filamentos, una estructura normal que se encuentra en el tejido del músculo esquelético.

Muchos métodos de investigación han llegado al mismo punto en el laboratorio. La verdadera prueba es qué tan bien esta proteína puede resistir sus efectos en animales vivos, que se pueden aplicar a los humanos. Las ovejas están expuestas a influencias mecánicas similares a aquellas a las que están expuestos los humanos, por lo que la prueba se realizó en ovejas.

Los investigadores desarrollaron su material hasta convertirlo en una pasta que se inyectó en los defectos del cartílago de las articulaciones de las rodillas traseras de las ovejas. Los investigadores insertaron pequeños agujeros en ambas rodillas traseras de cada una de las ovejas de su estudio; Se inyectó la pasta en una rodilla y la otra no se trató como control.

Cuando el material arcilloso entró en contacto con el calcio de los huesos de las ovejas, se endureció formando una matriz gomosa y comenzaron a formarse condrocitos, que crecieron para llenar el agujero creado a medida que el andamio se deterioraba. El cartílago era del tipo apropiado: hialino. En cuestión de semanas, los defectos tratados mostraron una mejora significativa, especialmente en comparación con los controles.

Un tratamiento similar puede ser más eficaz en el tratamiento de humanos. No se puede decir a las ovejas que necesitan descansar y mantener el peso alejado de la pierna lesionada, mientras que los pacientes que reciben tratamiento por lesiones de cartílago a menudo quedan inmovilizados después de la cirugía.

Por supuesto, se requiere más investigación y desarrollo, y luego el proceso tendrá que someterse a ensayos clínicos en humanos. Pero los resultados prometen que algún día estará disponible un tratamiento que ayudaría a reducir la necesidad de opciones más invasivas y menos efectivas.

«Al regenerar el cartílago hialino», dice Staub«Nuestro enfoque debe ser más resistente al desgaste, solucionando el problema de la mala movilidad y el dolor articular a largo plazo y evitando al mismo tiempo la necesidad de reconstruir la articulación utilizando grandes piezas de hardware».

La investigación fue publicada en Actas de la Academia Nacional de Ciencias.