Un equipo de investigadores liderado por el Centro Médico Cedars-Sinai, en Los Ángeles, California, Estados Unidos, ha reparado con éxito fracturas graves de los miembros de animales de laboratorio con una técnica que ayuda al hueso a regenerar su propio tejido. Si se determina que es seguro y eficaz en humanos, este método pionero en combinar ultrasonido, células madre y terapias genéticas podría reemplazar el injerto como una manera de reparar huesos rotos de manera severa.
'Estamos al comienzo de una revolución en la ortopedia', afirma Dan Gazit, codirector del Programa de Regeneración Esquelética y Terapia Celular en el Departamento de Cirugía y el Consejo de Gobernadores del Instituto de Medicina Regenerativa de Cedars-Sinai. 'Estamos combinando un enfoque de ingeniería con un enfoque biológico para avanzar en la ingeniería regenerativa, que creemos que es el futuro de la medicina', añade Gazit, que fue el investigador principal y coautor principal del estudio, publicado en la revista 'Science Translational Medicine'.
Se realizan más de 2 millones de injertos óseos para tratar lesiones graves por accidentes de tráfico, la guerra o la eliminación de tumores en todo el mundo cada año. Dichas lesiones pueden crear huecos entre los bordes de una fractura que son demasiado grandes para que el hueso se conecte por sí solo., por lo que se requiere la implantación de injertos, que son piezas del hueso del paciente o de un donante en el hueco.
'Desafortunadamente, los injertos óseos tienen desventajas --afirma Gazit, profesor de Cirugía en Cedars-Sinai--. Hay enormes necesidades no satisfechas en la reparación del esqueleto'. Un problema es que no hay suficiente hueso sano para hacer reparaciones. Las cirugías para quitar una pieza de hueso, típicamente de la pelvis, y el implante pueden generar dolor prolongado y largas y costosas hospitalizaciones. Además, los injertos de donantes pueden no integrarse o crecer adecuadamente, provocando el fallo de la reparación.
Reconstruir hueso gracias a una matriz de colágeno
La nueva técnica desarrollada por el equipo dirigido por Cedars-Sinai podría proporcionar una alternativa muy necesaria a los injertos óseos. En su experimento, los investigadores construyeron una matriz de colágeno, una proteína que el cuerpo utiliza para construir huesos, y la implantaron en el espacio entre los dos lados de un hueso de pierna fracturado en animales de laboratorio.
Esta matriz reclutó las propias células madre de la pierna fracturada a la brecha durante un periodo de dos semanas. Para iniciar el proceso de reparación ósea, el equipo entregó un gen inductor de hueso directamente en las células madre, utilizando un pulso de ultrasonido y microburbujas que facilitaron la entrada del gen en las células.
Ocho semanas después de la cirugía, se cerró la abertura ósea y se curó la fractura de la pierna en todos los animales de laboratorio que recibieron el tratamiento. Las pruebas mostraron que el hueso crecido en el hueco era tan fuerte como el producido por injertos óseos quirúrgicos, destaca el coautor del estudio Gadi Pelled, profesor asistente de Cirugía en Cedars-Sinai.
'Este estudio es el primero en demostrar que la dispensación de genes mediada por ultrasonido a las propias células madre de un animal puede utilizarse efectivamente para tratar fracturas óseas no cicatrizantes --afirma Pelled--. Aborda una necesidad ortopédica no atendida y ofrece nuevas posibilidades para la traducción clínica'.
El estudio incluyó seis departamentos en Cedars-Sinai, además de investigadores de la Universidad Hebrea de Jerusalén; la Universidad de Rochester en Rochester, Nueva York; Y la Universidad de California, Davis. 'Nuestro proyecto demuestra cómo los científicos de diversas disciplinas pueden combinar fuerzas para encontrar soluciones a los retos médicos de hoy y ayudar a desarrollar tratamientos para los pacientes de mañana', concluye el cirujano jefe y presidente de Cirugía de Cedars-Sinai, Bruce Gewertz.