Un equipo de investigadores ha creado un novedoso material bioactivo capaz de regenerar con éxito el cartílago en las articulaciones de las rodillas de ovejas, un modelo animal de gran tamaño.
Aunque su apariencia es similar a la de una sustancia gomosa, el biomaterial es en realidad una compleja red de componentes moleculares que trabajan en conjunto para replicar el ambiente natural del cartílago en el cuerpo. Los resultados de este estudio se han publicado en la revista PNAS; liderados por científicos de las universidades Northwestern y Wisconsin-Madison, en Estados Unidos.
En sus experimentos, los investigadores aplicaron el biomaterial a las rodillas dañadas de las ovejas. En un periodo de seis meses, observaron signos de reparación mejorada, incluyendo el crecimiento de nuevo cartílago con biopolímeros naturales como colágeno tipo II y proteoglicanos; que proporcionan resistencia mecánica sin dolor en las articulaciones, indica EFE.
Los científicos afirman que, con investigaciones adicionales, este material podría eventualmente usarse para evitar las cirugías de prótesis de rodilla, tratar enfermedades degenerativas como la artrosis y reparar lesiones deportivas; como la rotura del ligamento cruzado anterior.
Posible creación de material bioactivo
El cartílago es vital para las articulaciones, y su daño o desgaste puede afectar gravemente la salud y movilidad, explica Samuel I. Stupp de Northwestern. El problema radica en que, en humanos adultos; el cartílago no se regenera por sí mismo. “Nuestra nueva terapia puede inducir la reparación en un tejido que no se regenera de manera natural”, añade Stupp.
El biomaterial desarrollado consta de dos componentes clave: un péptido bioactivo que se une al factor de crecimiento transformante beta-1 (TGFb-1), esencial para el crecimiento y mantenimiento del cartílago, y ácido hialurónico modificado, un polisacárido natural presente en el cartílago y en el líquido sinovial de las articulaciones.
El equipo combinó el péptido bioactivo con partículas de ácido hialurónico modificadas químicamente para promover la autoorganización de fibras a nanoescala en estructuras que imitan la arquitectura natural del cartílago.
Las señales en las fibras a nanoescala del material
El objetivo es crear una estructura atractiva para que las células del cuerpo regeneren el tejido cartilaginoso. Las señales en las fibras a nanoescala, del material estimulan la reparación del cartílago por las células que habitan esta estructura.
Para evaluar la eficacia del material, se realizaron pruebas en ovejas con defectos en el cartílago de la articulación de la rodilla, una unión compleja similar a la rodilla humana y difícil de regenerar. Este trabajo se realizó en el laboratorio de Mark Markel, de la Facultad de Veterinaria de la Universidad de Wisconsin-Madison.
El equipo inyectó el material pastoso en los defectos del cartílago, donde se transformó en una matriz gomosa. No solo creció nuevo cartílago para rellenar los defectos; sino que el tejido reparado era de mayor calidad que el del grupo de control, aseguran los científicos.
El tratamiento estándar actual, la cirugía de microfracturas, a menudo resulta en la formación de fibrocartílago; que no es tan efectivo como el cartílago hialino necesario para articulaciones funcionales, señala Stupp.
“Al regenerar el cartílago hialino, nuestro método debería ser más resistente al desgaste, solucionando problemas de movilidad y dolor articular a largo plazo; y evitando la necesidad de reconstruir las articulaciones con prótesis grandes”, concluye.
