Resultados prometedores de una nueva técnica con células madre para la reparación de huesos

Un estudio publicado recientemente por la revista ACS Nano ha desarrollado un nuevo método para reparar huesos dañados. Esta nueva técnica, que emplea células madre extraídas de la médula ósea y un material con propiedades fotocatalíticas, abre la posibilidad de desarrollar tratamientos muy eficaces contra las lesiones del sistema óseo tales como fracturas o enfermedades periodontales.

¿Un salto adelante en las técnicas de regeneración ósea?

El artículo, firmado por investigadores del Centro Nacional de Ciencia y Tecnología de Ulsan (Corea del Sur), muestra que las láminas de nitruro de carbono (C₃N₄) tienen capacidad de absorber luz roja, con lo que favorecen notablemente la proliferación y diferenciación osteogénica cuando se activa el factor 2 de transcripción asociado a Runt (Runx2), un factor de transcripción clave en la diferenciación de osteoblastos. Los investigadores esperan que este descubrimiento suponga un salto adelante en las técnicas de regeneración ósea.

El uso de células madre extraídas de la médula ósea, o Human Bone marrow-derived Mesenchymal Stem Cells, hBMSCs, se ha empleado con éxito en el tratamiento de fracturas o para la regeneración de hueso en pacientes que han perdido grandes áreas óseas, ya sea por un traumatismo o por enfermedad. Se han realizado recientemente numerosos intentos de mejorar la función de las células madre mediante nanotubos de carbón, grafeno o nano-óxidos. Los autores del estudio estudiaron las láminas de C₃N₄, descubriendo que este material absorbe la luz roja para luego emitir fluorescencia, lo cual puede servir para acelerar la regeneración ósea. El equipo sintetizó derivados nitrogenados de cadenas de carbono a partir de compuestos de melamina, para luego analizar las características de absorción de luz de las láminas de C₃N₄ dentro de una longitud de onda de 455 a 635 nm. Las láminas emitían fluorescencia a una longitud de onda de 635 nm cuando eran expuestas a luz roja mientras estaban en estado líquido. Cuando emitían fluorescencia, los electrones liberados inducían al calcio a acumularse en el citoplasma.

El material fue empleado en una aplicación biomédica experimental. Para ello, se hizo un cultivo de células madre y de células cancerosas en un medio que contenía 200 μg/ml  de láminas de C₃N₄. Después de dos días de pruebas, el material no presentó citotoxicidad, lo cual le hace apto para ser empleado como biomaterial. También se confirmó que las láminas de C₃N₄ actuaban sobre las células madre para diferenciarlas en osteoblastos y para promover la formación mineral. En este proceso, los genes marcadores de diferenciación osteogénica (ALP, BSP, OCN) proliferaron. Asimismo, también se activó el factor Rux2, un elemento clave en la diferenciación de osteoblastos. Esto dio lugar a un aumento en la diferenciación de osteoblastos y en una formación acelerada de hueso.

Estos resultados abren la posibilidad de desarrollar una nueva medicina que trate con efectividad las lesiones esqueléticas, tales como fracturas u osteoporosis”, comentó el Profesor Seo, uno de los autores del estudio. “Será una herramienta de gran utilidad para la fabricación de articulaciones y dientes artificiales mediante impresoras 3D”, y añade: “se trata de un importante hito en el análisis de las funciones biomecánicas necesarias para el desarrollo de biomateriales, incluyendo adyuvantes para tejidos duros tales como huesos y dientes dañados”. Los investigadores esperan que sus hallazgos confirmen el potencial de las láminas de C₃N₄ para el desarrollo de formación ósea y para emplear hBMSC en la regeneración de huesos.

tejido

Histological image of hyaline cartilage stained with haematoxylin & eosin, under polarized light. Fuente: Wikipedia commons

Comentarios

  1. Llevo un clavo intramedular en el humero que me lleva por la calle de la amargura. Los médicos se resisten a retirarlo. Tengo 60 años y no confían en la recuperación. Con esta técnica se podría intentar regenerar el hueso perdido?

    • Hola Fina, los resultados de este estudio abren la posibilidad de desarrollar una nueva medicina que trate con efectividad las lesiones esqueléticas, tales como fracturas u osteoporosis. Desconocemos si alguna clínica u hospital lo ha puesto en marcha, por lo que no podemos darte una respuesta fiable. Aun así, la decisión de realizar una intervención de cualquier tipo recae en el especialista que lleve tu caso. un saludo.

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