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Investigadores
españoles patentan un sistema a partir de células madre y carbón activado
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Tras
ofrecer buenos resultados en laboratorio, ensayarán en septiembre en conejos
Investigadores españoles han ideado un procedimiento para
generar estructuras similares a la de los huesos a partir de células madre de
cordón umbilical. Este tejido óseo se ha obtenido gracias al uso de plantillas
de carbón activado, en las que, tras anidar, las células proliferan y se
diferencian, dando lugar a un material (compuesto por minerales como el fósforo
o calcio, colágeno, osteoblastos, osteocitos) que podría emplearse con fines
terapéuticos.
El tejido aún no se ha
experimentado en animales, si bien los científicos creen que los resultados
obtenidos en el laboratorio son muy prometedores. En septiembre esperan empezar
a aplicarlo en conejos o ratas y aspiran a que en el futuro pueda servir para
reparar lesiones óseas –osteoporosis, fracturas-, tumorales, así como para
regenerar el cartílago en aquellas extremidades óseas en las que se haya
perdido.
El trabajo, que comenzó en
2008, ha sido realizado por científicos de las universidades de Granada y Jaén
y del Instituto de Parasitología y Biomedicina López Neyra (CSIC). En él, han
intervenido especialistas del ámbito de la biología celular, la radiobiología y
el estudio de los materiales.
Parte del éxito de trabajo
presentado este martes reside en el uso del carbón activado, según explica el director del Centro de Investigación Biomédica de la Universidad
de Granada, José Mariano Ruiz de Almodóvar. El carbón activado no es más que
una fibra sintética sometida a altas temperaturas que se carboniza. La
operación da como resultado un tejido muy poroso en el exterior y con una
superficie de absorción enorme.
Parte del éxito de trabajo reside en la porosidad del carbón activado.
La estructura que se obtiene es
similar a la de una esponja, repleta de filamentos entrecruzados y recovecos.
“La superficie interior es tan enorme que tiene una magnitud difícil de
entender”, apunta Ruiz de Almodóvar, “hay 2.200 metros cuadrados por cada
gramo”. En este medio –se usan pastillas de tejido de 1,5 centímetros de
diámetro- es donde se introducen células obtenidas del cordón umbilical.
En concreto, un
tipo de células madre adultas denominadas mesenquimales –no confundir con las
que se obtienen de la sangre y que se emplean para el trasplante de médula- que
se extraen del tejido que hay entre la piel y los vasos sanguíneos del cordón.
El carbón activado ejerce de andamio que facilita el anclaje y desarrollo de
las células. “Tiene la facultad de retener y absorber las células en su enorme
superficie”, apunta el investigador.
Además de
multiplicarse, las células mesenquimales se diferencian de forma natural hacia
células óseas, “sin necesidad de recurrir a factores de crecimiento”, destaca
Ruiz de Almodóvar. El resultado es un material biológico que ha colonizado el
soporte de carbón activado y que presenta buena parte de las características
del hueso. “Es capaz de fabricar el colágeno y los minerales que forman las
estructuras óseas, que se pueden observar bajo la lente del microscopio, pero
además tipos celulares característicos del tejido como osteoblastos u
osteocitos”, describe el investigador.
Las células mesenquimales se diferencian de forma natural hacia células óseas sin necesidad de factores de crecimiento.
El “hallazgo fundamental”,
explica, está en que bastan “la tela y la célula, además de los nutrientes,
para conseguir la diferenciación de las células a un material que simula el
hueso biológico”. Los investigadores estaban convencidos de que las células se
iban a adherir a la tela, aunque no esperaban que se diferenciaran sin añadir
“factores extraños”.
Los científicos
autores del trabajo relatan que no hay productos alternativos en el mercado, ni
tampoco descritos en bibliografía científica similares al que han desarrollado.
No se había logrado producir un
material biológicamente complejo y semejante al tejido óseo.
Existen distintos
grupos de investigación trabajando en el desarrollo de estructuras creadas con
biomateriales para desarrollar órganos artificiales. La filosofía que se encuentra
detrás de estos proyectos es muy similar: diseñar andamiajes (pueden ser
polímeros, en este caso carbón activado) que permitan dar una estructura
tridimensional a cultivos con células madre que se multiplican y se diferencian
hacia el linaje deseado (cardiomiocitos en el caso del corazón, hepatomiocitos
en el hígado, osteocitos en los huesos…)
Ya ha habido
experiencias de este tipo que han sido llevadas a la práctica clínica. La
primera vez que se consiguió fue con una traquea artificial en 2011.
También existen trabajos en los que se está recurriendo al uso de impresoras 3D para generar tejido humano.
De momento, los
investigadores granadinos no van tan lejos y pretenden comprobar las
propiedades terapéuticas del material que han desarrollado en animales. Quizás
como una especie de cemento biológico regenerador que serviría para reparar
lesiones óseas. Los científicos confían en obtener la financiación para seguir
adelante con el proyecto por lo que han pedido ayudas tanto a la Junta de
Andalucía como a otras instituciones, ya que de momento no está toda
garantizada.
Fuente: www.sociedad.elpais.com
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