Una colaboración internacional entre científicos en Suecia, Rusia y los Estados Unidos ha resultado en la ingeniería exitosa del nuevo tejido de diafragma en ratas usando una mezcla de células madre y un andamio 3D. Cuando se trasplanta, vuelve a crecer con el mismo complejo mecánicopropiedades del músculo diafragma. El estudio se publica en la revista Biomateriales y ofrece la esperanza de una cura para un defecto de nacimiento común y posibles reparaciones futuras del músculo cardíaco.
El equipo multidisciplinario detrás del estudio actual incluye investigadores de renombre mundial en el campo de la medicina regenerativa y la ingeniería de tejidos; Paolo Macchiarini, MD, PhD, Director del Centro Avanzado de Medicina Regenerativa y científico senior en el Instituto Karolinska; Doris Taylor, PhD, Director de Investigación de Medicina Regenerativa en el Instituto del Corazón de Texas y Mark Holterman, MD, PhD, Profesor de Cirugía y Pediatría en la Facultad de Medicina de la Universidad de Illinois en Peoria, trabajando en colaboración con un equipo de investigación en la Universidad Médica Estatal de Kuban en Rusia.
El diafragma es una capa muscular que debe contraerse y relajarse constantemente para permitir la respiración. También es importante para tragar y actúa como una barrera entre la cavidad torácica y el abdomen. En 1 se encuentran malformaciones o agujeros en el diafragma.en 2,500 bebés y puede causar síntomas extremos, a menudo fatales.
Por el momento, la reparación quirúrgica de defectos grandes como estos implica el uso de un parche artificial, que no crecerá con el bebé y no proporciona ninguna contracción para ayudar con la respiración. La nueva técnica presentada en Biomateriales podría permitir que tales reemplazos seancrecido especialmente para bebés de sus propias células, lo que proporcionaría toda la función del tejido del diafragma y crecería con ellos.
El éxito de este estudio también ofrece esperanza para la posibilidad de regenerar el tejido cardíaco, que sufre una presión similar a medida que se contrae y relaja con cada latido.
"Hasta ahora, los intentos de hacer crecer y trasplantar estos nuevos tejidos se han llevado a cabo en los órganos relativamente simples de la vejiga, la tráquea y el esófago. El diafragma, con su necesidad de contracción y relajación muscular constante, exige demandas complejas en cualquier andamio 3D;hasta ahora, nadie sabía si sería posible diseñar ", dijo la Dra. Doris Taylor.
El Dr. Paolo Macchiarini agrega: "Este tejido muscular de bioingeniería es un paso verdaderamente emocionante en nuestro viaje hacia la regeneración de órganos completos y complejos. Puede ver cómo el músculo se contrae y hace su trabajo, así como cualquier tejido cultivado de forma natural.No hay argumento de que estos reemplazos son verdaderamente regenerados, y las posibilidades que esto abre para el futuro son enormes ".
El campo de la ingeniería de tejidos implica 'hacer crecer' nuevos tejidos u órganos a partir de células madre en 'andamios' tridimensionales, que dan soporte estructural y forma al nuevo tejido y guían la diferenciación y proliferación de las células madre.no solo puede ayudar a los pacientes a evitar la necesidad de una donación de órganos, sino también la necesidad de que el receptor tome medicamentos inmunosupresores.
En el estudio actual, los investigadores tomaron tejido de diafragma de ratas donantes y eliminaron todas las células vivas usando una serie de tratamientos químicos. Este proceso elimina cualquier cosa que pueda causar una respuesta inmune en los animales receptores, mientras mantiene todo el conectivotejido, o matriz extracelular, que le da a los tejidos su estructura y propiedades mecánicas. Cuando se probaron in vitro, estos andamios de diafragma al principio parecían haber perdido su importante capacidad similar al caucho para estirarse y contraerse continuamente durante largos períodos de tiempo., una vez sembradas con células madre alogénicas derivadas de la médula ósea y luego trasplantadas a los animales, los andamios de diafragma comenzaron a funcionar tan bien como los órganos no dañados.
El método ahora debe probarse en animales más grandes antes de que pueda probarse en humanos, pero la esperanza es que las reparaciones por ingeniería tisular para las malformaciones congénitas del diafragma sean al menos tan efectivas como las opciones quirúrgicas actuales con el beneficio adicional de crecer con niñosA lo largo de sus vidas.
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Materiales proporcionado por Instituto Karolinska . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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