Enxeñaría de tecidos: creando novo óso
Os cirurxiáns ortopedistas convertéronse en expertos en coser e inmobilizar as fracturas matándoas. Nas últimas décadas tamén aprenderon a introducir fragmentos óseos vos doutro lugar paira reparar os principais danos. Con todo, algunhas fracturas non admiten vacúas ou non hai ósos adecuados paira as vacinas. Por tanto, en EE.UU. e Europa están a investigarse novas vías paira substituír o óso roto: vacinacións de biomateriales con sinais moleculares, células nai de medula ósea e terapia génica. Estas son as liñas de investigación punteiras en enxeñaría téxtil.
Estadas moleculares: matrices
Nunha das liñas de investigación preténdese utilizar as matrices artificiais como estadas para que os ósos fórmense por si mesmos. A maioría das investigacións atópanse en fase experimental, pero xa existe un produto pendente de autorización por parte das administracións públicas. Trátase dunha matriz de colágeno, que contén una proteína natural que xera o sinal que manda a determinadas células do óso empezar a rexenerarse.
Durante moitos anos, os cirurxiáns utilizaron soportes de colágeno e hidroxiapatita paira atar as partes fracturadas e que o propio corpo reparase a ferida. A técnica era adecuada, sobre todo en fracturas menores.
Agora, con todo, os investigadores traballan na Universidade Rice de Houston e no clínica Maio de Rochester, en Minesota, ao redor dun pioneiro do polímero de inxectar no lugar a formar. O precursor se polimeriza inmediatamente despois de entrar na fractura, converténdose nunha matriz porosa que serve de soporte ás novas células óseas. A medida que se forma o novo óso, a matriz desfaise e convértese nun metabolito natural que expulsará os corpos pola súa conta. Nas probas realizadas con animais, comprobouse que estes polímeros proporcionan ao óso una resistencia mecánica, ademais dun crecemento, e son totalmente biocompatibles. Ademais, os resultados son aínda mellores si colócase un novo soporte de apoio á matriz.
Pero o óso non o fai a propia matriz, senón unhas proteínas mesturadas, chamadas proteínas morfométricas dos ósos (BMP). Na década dos 70 illouse por primeira vez una proteína deste grupo, pero até 1989 non conseguiron clonar (concretamente a proteína BMP-7) e na década dos 90 empezouse a utilizar este grupo de proteínas paira a reparación ósea. En 1992 realízase o primeiro intento con humanos nunha fractura ósea que non se formou durante 9 meses. O resultado foi moi bo, igual ou mellor que os que anteriormente obtiveron introducindo ósos sans dos pacientes.
Pero todas as grandes esperanzas teñen a súa sangría, e este método tamén ten limitacións. Segundo algúns investigadores, en procesos naturais, paira iniciar a reparación ósea bastan uns poucos nanogramos BMP por gramo de matriz ósea. Con todo, cando se desexa iniciar esta reparación de forma artificial, necesítanse microgramos por gramo de matriz artificial (seis veces máis, aproximadamente). Non se detectaron problemas de saúde, pero si encarecerían moito o tratamento.
Terapia génica
Outra opción é facer chegar á fractura o xene que provocará a formación do óso mediante terapia génica.
Nas probas iniciais utilizouse adenovirus paira levar á medula ósea o xene que orixinaría o BMP-2. Máis tarde, as células transformadas crecían en matriz ósea desmineralizada e foron introducidas en ósos rotos intencionadamente. Formouse ben o óso danado. Nun intento similar cos cans, utilizouse o plasmido (parte circular do ADN) paira facer chegar o xene ao óso fracturado. O plásmido meteuse nunha matriz de polímeros e introduciuse nun buraco do óso dun can. As células da contorna asimilaron o plásmido e expresárono durante unhas seis semanas. O óso formouse inmediatamente.
Agora estanse preparando probas con humanos.
Fonte de novas células
Con todo, algúns investigadores teñen un quebradizo de cabeza: a escaseza de células nai no lugar roto nas dúas técnicas anteriores pode ser un problema. A pesar de que as moléculas de sinal inxectadas chegan ás células nai do lugar a reparar e conseguen separalas, pode suceder que non haxa células nai suficientes paira curar grandes feridas. Por tanto, varios grupos tentan substituír as células nai naturais por outras cultivadas no laboratorio.
A diferenza das células nai embrionarias, as células nai da medula ósea, tamén chamadas células nai mesenquimales (MSC), non son capaces de transformarse en calquera célula. Converteranse en ósos, cartílagos e tendóns ou crines, así como en células nerviosas do corazón, músculo e columna. Aínda que as células nai prodúcense ao longo de toda a vida animal, parece que a cantidade diminúe coa idade. E iso non é o mellor paira quen perdeu grandes anacos de óso.
Os estudos realizados en animais puxeron de manifesto que os tratamentos con BMP presentan problemas paira encher e completar ocos óusevos maiores de 25 centímetros, xa que non son suficientes células nai. Nestes casos, os BMP comezan a ‘coller’ as células nai polo bordo do óso san e crean o novo óso cara ao centro do buraco, pero no núcleo da matriz non crece ningún óso. O problema é o mesmo se se colle e inxéctase óso san, se non hai suficiente células nai.
Por tanto, as células nai empezaron a introducirse na área de reparación directa do ‘CEO of Osiris Therapeutics’ de Baltimore. Cara a 1990 as células nai da medula ósea depositáronse nun substrato cerámico poroso baseado no calcio e lograron formar fracturas de 8 milímetros. Máis adiante traballaron con animais máis grandes e hoxe en día queren probar con seres humanos. Até o momento conseguiron bos resultados con ratos, coellos e cans. Outros centros de investigación obteñen resultados similares.
O problema desta técnica é o tempo e, por tanto, o diñeiro. Polo momento, ao paciente débenselle extraer células nai, criar no laboratorio e incorporarse ao mesmo paciente, o que require tempo. Por iso, os de Osiris están a experimentar coa esperanza de que tomen dun animal e entren noutro. De feito, as células nai da medula ósea non teñen os marcadores que identifican as células T nos rexeitamentos das vacinas. Din que conseguiron que as células dos ratos e os cans intégrense entre si e que, ademais de non producir rexeitamento, os ósos creceron normalmente.
Zu idazle
Zientzia aldizkaria
