Los científicos del Instituto de Investigación de la Fundación de Células Madre de Nueva York NYSCF han desarrollado una nueva técnica de ingeniería ósea llamada Ingeniería de tejidos aditivos segmentarios SATE. La técnica, descrita en un artículo publicado en línea hoy en Informes científicos , permite a los investigadores combinar segmentos de hueso diseñados a partir de células madre para crear injertos personalizados a gran escala que mejorarán el tratamiento para aquellos que sufren enfermedades o lesiones óseas a través de la medicina regenerativa.
"Tenemos la esperanza de que algún día SATE pueda mejorar las vidas de millones de personas que sufren lesiones óseas debido a traumas, cáncer, osteoporosis, osteonecrosis y otras afecciones devastadoras", dice Susan L. Solomon, CEO de NYSCF"Nuestro objetivo es ayudar a estos pacientes a volver a la vida normal, y al aprovechar el poder de la medicina regenerativa, SATE nos acerca un paso más para alcanzar ese objetivo".
Más de un millón de personas por año sufrirán una fractura debido a una enfermedad ósea y, a medida que las personas envejecen, sus huesos se debilitan, lo que lleva a complicaciones más adelante en la vida. Por lesiones traumáticas debido a accidentes automovilísticos, violencia doméstica y servicio en combateA la malformación genética resultante de enfermedades como la osteogénesis imperfecta, la carga de las deficiencias óseas es masiva y aumenta rápidamente.
"Los defectos óseos obtenidos en una enfermedad o lesión son un problema creciente, y contar con opciones de tratamiento efectivas para un alivio personalizado, sin importar la gravedad de la condición del paciente, es de importancia crítica", explica NYSCF - Investigador Principal Principal Ralph LaurenGiuseppe de Peppo, PhD, quien dirigió el estudio.
Los defectos óseos se tratan actualmente con sustitutos sintéticos o injertos óseos tomados de un banco de huesos u otra parte del cuerpo del paciente. Sin embargo, estos tratamientos a menudo provocan el rechazo inmune, no forman tejido conectivo o vasculatura necesaria para el hueso funcional, y puedenlos pacientes pediátricos superan rápidamente su tamaño. Los injertos óseos generados a partir de células madre del paciente superan tales limitaciones, pero es difícil bioingeniería de estos injertos en el tamaño y la forma exactos necesarios para tratar defectos grandes.
"A medida que aumenta el tamaño del defecto que necesita ser reemplazado, se hace más difícil crear de manera reproducible un injerto que pueda pasar del laboratorio a la clínica", dice la investigadora del NYSCF, Dra. Martina Sladkova, la primera autora del estudio ".Queríamos ver si podríamos diseñar segmentos más pequeños de hueso individualmente y luego combinarlos para crear un injerto que supere las limitaciones actuales en el tamaño y la forma de un hueso que se puede cultivar en el laboratorio ".
Para explorar esta pregunta, el equipo diseñó un injerto correspondiente a un defecto en el fémur de un conejo que afectó aproximadamente el 30% del volumen total del hueso. Primero escanearon el fémur para evaluar el tamaño y la forma del defecto y generaron unmodelo del injerto. Luego dividieron el modelo en segmentos más pequeños y crearon andamios personalizados para cada uno.
El equipo luego colocó estos andamios, equipados con células progenitoras mesodérmicas derivadas de células madre pluripotentes inducidas por humanos, en un biorreactor especialmente diseñado para acomodar injertos óseos con una amplia gama de tamaños. Este biorreactor fue capaz de asegurar un desarrollo uniforme del tejido en todo elinjerto, algo que las versiones existentes de biorreactores a menudo luchan por hacer.
Una vez que las células se integraron y crecieron dentro del andamio, los segmentos del injerto óseo podrían combinarse en un solo injerto mecánicamente estable utilizando adhesivos óseos biocompatibles u otros dispositivos ortopédicos.
SATE está estandarizado, es versátil y fácil de implementar, lo que permite que los injertos óseos de bioingeniería realicen un salto más rápido del banco al lado de la cama, y los investigadores confían en su potencial para permitir la ingeniería del injerto óseo que ayudará a mejorar la calidad devida de pacientes pediátricos y adultos que padecen defectos óseos segmentarios.
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Materiales proporcionados por Fundación de células madre de Nueva York . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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