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Un novedoso biomaterial hace crecer vasos sanguíneos nuevos y regenera los huesos

Los pacientes con grandes defectos óseos tienen nuevas esperanzas. Unos científicos han desarrollado un biomaterial que puede ayudar a reparar defectos óseos, lo que desafía la capacidad natural de curación del cuerpo.

Salud

Un biomaterial novedoso creado por científicos irlandeses puede ayudar a regenerar los vasos sanguíneos y huesos en pacientes con grandes defectos óseos. El hueso tiene una capacidad innata de regeneración cuando se lesiona, pero los grandes defectos óseos causados por un traumatismo, una enfermedad o la resección de un tumor no pueden curarse por sí solos y siguen siendo un importante reto clínico. La investigación fue dirigida por el Real Colegio de Cirujanos de Irlanda (RCSI, por sus siglas en inglés), que en trabajos anteriores había comprobado que, en diferentes dosis, un gen codificador de proteínas llamado factor de crecimiento placentario (PGF, por sus siglas en inglés) hacía crecer vasos sanguíneos nuevos y ayudaba a la regeneración ósea. Con el apoyo del proyecto ReCaP, financiado con fondos europeos, los científicos utilizaron estos conocimientos con el fin de desarrollar un biomaterial que suministra diferentes dosis de PGF para ayudar a reparar los defectos óseos que no se curan de forma espontánea. El estudio se publicó en la revista «Journal of Controlled Release». El biomaterial, que imita la regeneración ósea natural, libera PGF en una dosis inicial alta para estimular el crecimiento de los vasos sanguíneos y, luego, sigue con una dosis constante de PGF más baja para favorecer la regeneración ósea. Para hacerlo posible, el equipo de investigación incorporó micropartículas cargadas de PGF en un soporte de colágeno/hidroxiapatita que ya contenía PGF incorporado directamente. Aunque las pruebas «in vitro» del biomaterial solo mostraron un aumento moderado del crecimiento óseo, cuando se implantó en ratas con defectos óseos, se produjo una regeneración ósea sólida. «Es necesario realizar más pruebas antes de poder comenzar los ensayos clínicos, pero si se demuestra que funciona, este biomaterial podría beneficiar a los pacientes a la hora de reparar los defectos óseos al ofrecer una alternativa a los sistemas actuales», señaló el profesor Fergal O’Brien, del RCSI e investigador principal del proyecto ReCaP, en una nota de prensa en «EurekAlert!».

Un método basado en la mecanobiología

Para obtener estos resultados, los investigadores partieron de la hipótesis de que el campo científico emergente de la mecanobiología puede utilizarse para determinar posibles tratamientos que estimulen la regeneración ósea. La mecanobiología se centra en cómo las fuerzas y los cambios físicos en las propiedades mecánicas de las células influyen en el comportamiento celular, la diferenciación de las células y los tejidos, y las enfermedades relacionadas con estos procesos. «Mediante un método basado en la mecanobiología, hemos podido descubrir un candidato terapéutico nuevo y prometedor para la reparación ósea y también determinar las concentraciones óptimas necesarias para estimular tanto la angiogénesis como la osteogénesis dentro de un único biomaterial —observó el autor principal del estudio el doctor Eamon Sheehy, del RCSI y del Trinity College de Dublín, en la nota de prensa—. La regeneración de grandes defectos óseos sigue siendo un reto clínico importante, pero esperamos que nuestro nuevo biomaterial continúe resultando beneficioso en más ensayos». Además de reparar defectos óseos, la manera del equipo de abordar la medicina regenerativa, basada en la mecanobiología, también «proporciona un nuevo marco para evaluar los biomateriales regenerativos para otras aplicaciones de ingeniería de tejidos», según el profesor O’Brien. «Ahora estamos aplicando este concepto de “medicina regenerativa basada en mecanobiología” para encontrar tratamientos nuevos en otros ámbitos, como la reparación del cartílago y la médula espinal». El objetivo de ReCaP (Regeneration of Articular Cartilage using Advanced Biomaterials and Printing Technology) es desarrollar una tecnología innovadora que cambie el paradigma y revolucione el tratamiento de las lesiones articulares. El proyecto finaliza en junio de 2023. Para obtener más información, consulte: Proyecto ReCaP

Palabras clave

ReCaP, hueso, vaso sanguíneo, regeneración, defecto, biomaterial, mecanobiología