Para tratar un defecto óseo complicado que no cicatriza, los cirujanos a menudo usan un implante con células vivas para promover la reparación ósea, pero las células implantadas tienen una pequeña posibilidad de sobrevivir porque no están preparadas para la falta de oxígeno y nutrientes en elsitio de la fractura Los científicos de KU Leuven, Bélgica, ahora han mejorado la supervivencia de estas células óseas al preacondicionarlas para resistir el ambiente dañino antes de la implantación. Sus hallazgos fueron publicados en metabolismo celular .
Cuando se rompe un brazo o una pierna, su cuerpo puede reparar la fractura en la mayoría de los casos. Sin embargo, la capacidad de reparación del cuerpo no es suficiente en fracturas o defectos óseos grandes, que a menudo no se curan sin ayuda. Para apoyar la generación ósea, los investigadoresen todo el mundo ahora están desarrollando implantes vivos, que consisten en células sembradas en estructuras de soporte hechas de material biológico.
Desafortunadamente, muchos obstáculos aún deben ser abordados antes de que tengamos un implante vivo funcional, explica el profesor Geert Carmeliet de la Unidad de Endocrinología Clínica y Experimental. "A menudo, solo el 30% de las células óseas implantadas sobrevivirán los primeros días.La razón es que los vasos sanguíneos alrededor de la fractura, que transportan oxígeno y nutrientes a las células, también están dañados. El crecimiento de nuevos vasos sanguíneos en el implante lleva tiempo y hasta entonces, las células se quedan sin combustible ya que el suministro de oxígeno y nutrientes es insuficiente.insuficiente. Al mismo tiempo, las células óseas hambrientas producen radicales de oxígeno dañinos y, por lo tanto, alteran el equilibrio natural entre los antioxidantes y los radicales de oxígeno. Un exceso de estos radicales de oxígeno causa un daño celular irreversible ".
El estudiante de doctorado Steve Stegen probó en ratones cómo podría equipar mejor las células óseas para esa etapa crucial entre la implantación y el crecimiento interno de los vasos sanguíneos. Logró activar un modo de supervivencia en las células óseas inactivando el sensor de oxígeno PHD2 antes de la implantación."Como resultado, las células óseas activan un mecanismo de defensa dual. Primero, las células óseas aumentan el almacenamiento de un combustible de emergencia en forma de glucógeno, que de hecho es un depósito de azúcar. Además, las células óseas comienzan a usar glutamina, un aminoácido- para producir más antioxidantes para neutralizar el aumento de la producción de radicales de oxígeno dañinos. Estos dos ajustes permiten que las células óseas sean autosuficientes en términos de generación de energía y para protegerse contra un mayor nivel de radicales de oxígeno ".
El sensor de oxígeno PHD2 se puede inactivar mediante ingeniería genética, pero, más interesante para su uso en el entorno clínico, también mediante la administración de moléculas terapéuticas, explica el profesor Carmeliet. "La reprogramación de las células óseas obtenidas de los pacientes podría aumentar su tasa de supervivencia del 30% al60%, lo que en última instancia conducirá a una mejor regeneración ósea. En investigaciones futuras, examinaremos si esta técnica también funciona en defectos óseos aún más grandes y mediante el uso de células humanas ".
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Materiales proporcionado por KU Lovaina . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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