Cinvestav avanza en la regeneración natural de los cartílagos
El trabajo de Arely González González y Juan Ludert León ayudará a evitar cirugías en articulaciones o el uso de prótesis en algunos casos
INVESTIGACIÓN
Arely González y Juan Ernesto Ludert trabajaron coordinaron el equipo interinstitucional que desarrolló y probó andamios que fueron poblados con células.
El Departamento de Infectómica y Patogénesis Molecular del Centro de Investigación y Estudios Avanzados (Cinvestav) reportó avances para lograr la regeneración natural de los cartílagos, que son los tejido duros, gruesos y resbalosos que recubren los extremos de los huesos donde se unen con otros huesos para formar una articulación.
Los avances de los científicos mexicanos pueden ayudar a evitar, en ciertos casos, el uso de prótesis metálicas en lugares como los codos, rodillas, cadera o columna. Esto también aportaría el beneficio de reducir procedimientos altamente invasivos, como ocurre actualmente en la mayoría de los tratamientos actuales que se aplican en las instituciones públicas de salud de México y de todos los países.
La investigadora Arely González González, doctorante de Cinvestav, y el doctor Juan Ernesto Ludert León, quien es investigador del mismo centro, explicaron que, en comparación con otros tejidos, el cartílago articular presenta un proceso de reparación casi nulo o más lento, al verse lesionado. Esta lentitud en la regeneración puede desencadenar en una disminución en la calidad de vida de las personas con esta afectación.
ATENCIÓN COSTOSA
Alrededor de dos millones de personas a nivel mundial que cada año precisan algún tipo de operación de la articulación, de acuerdo con un informe de la firma Market Scope. Sin embargo, no todas ellas pueden solventar el gasto de este tipo de intervenciones, las cuales llegan a oscilar los 100 mil pesos.
En ese contexto, las investigaciones de ciencia de frontera realizadas en el Departamento de Infectómica y Patogénesis Molecular del Cinvestav, abren un nuevo panorama para reconstruir el tejido.
A través de técnicas de ingeniería tisular, los investigadores del Cinvestav proponen el uso de biomateriales en la región lesionada capaces de favorecer la reparación del cartílago con características similares a las que tenía el tejido previo a su lesión.
La investigación, publicada recientemente en la revista científica Polymers, aborda el uso de una combinación de materiales como andamios o soportes colocados en la zona de las lesiones donde las células del cartílago (condrocitos) puedan reproducirse a fin de regenerar el tejido de manera controlada y relativamente rápida.
“Se trata de un trabajo interdisciplinario donde participaron especialistas en materiales del Centro de Investigación Científica de Yucatán, quienes eligieron los polímeros adecuados debido a su rigidez, flexibilidad y la capacidad de ser colonizados por las células. En tanto, en el Cinvestav y en el Laboratorio de Ingeniería Tisular y Medicina Traslacional de la FES Iztacala de la UNAM aportamos en la generación de los andamios e hicimos los modelos biológicos para comprobar el desarrollo adecuado del tejido”, explicó Ludert León.
En la fabricación del andamio emplearon un par de polímeros inocuos en el ambiente clínico; es decir, que no producen alteraciones en el organismo y es posible esterilizarlos previo a su manipulación. El material está compuesto de 80 por ciento de polipractolactona (PCL) y el resto de ácido poliláctico co-glicólico (PLGA), ambos materiales aprobados por la Administración de Alimentos y Medicamentos (FDA) estadounidense para su uso en personas.
“Fue importante tener una proporción adecuada de materiales a fin de generar un ambiente idóneo donde los condrocitos se adhirieran y pudieran secretar tanto factores de crecimiento como matriz extracelular, necesarios para reestructurar el tejido, ya que con otros porcentajes empleados no se tuvieron los mismos resultados”, explicó González González.
La investigadora añadió que otra de las propiedades de los materiales es su capacidad de degradarse una vez el proceso de generación del tejido estuviera concluido. En ese sentido, las pruebas realizadas en modelos animales garantizaban la reproducción de nuevo cartílago en 91 días sin presentar, a simple vista, residuos de los polímeros.
De hecho, antes de realizar los estudios en modelos animales, las y los investigadores probaron los materiales en condiciones controladas (in vitro) con células troncales, conocidas popularmente como células madre, de folículos dentales, donde observaron la interacción con el material biológico y comprobaron su inocuidad.
El grupo de investigación, donde también participaron Raymundo Cruz Perez (Cinvestav) y Raúl Rosales Ibáñez (UNAM), así como el finado investigador Juan Bautista Kouri Flores, califica el material como “prometedor” para atender las lesiones en los cartílagos. Sin embargo, aclaran que es necesario continuar con esta línea de estudio a fin de poder realizar, más adelante, pruebas clínicas en personas con daños ocasionados bajo diferentes circunstancias.
El desgaste de cartílago causa dolor y puede llegar a incapacitar a las personas.
Gran amortiguador de las cargas y el movimiento
El cartílago está compuesto por hebras de proteína que se llaman colágeno y que forman un armazón firme y similar a una malla. La malla está llena de sustancias que retienen agua, de modo muy similar a una esponja. Cuando se coloca peso sobre el cartílago, el agua se escurre por la malla. Cuando se quita el peso, el agua regresa. El cartílago no contiene vasos sanguíneos ni nervios. Actúa como amortiguador protector entre los huesos para absorber la tensión que se aplica a las articulaciones durante el movimiento.