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El parche Bio regenera el hueso perdido o dañado
La investigación liderada por la Universidad de Iowa ha probado un "parche bio" que regenera el hueso perdido o dañado mediante la inserción de ADN en partículas de tamaño nanométrico para entregar instrucciones genéticas de fabricación de hueso directamente a las células.
El método tuvo éxito en volver a crecer suficiente hueso para cubrir completamente las heridas del cráneo en ratas vivas. Y, en tubos de ensayo, también estimuló un nuevo crecimiento en las células del estroma de la médula ósea humana.
Utilizando fragmentos de ADN que codifican un factor de crecimiento derivado de plaquetas llamado PDGF-B, los investigadores entregaron instrucciones genéticas directamente en las células óseas vivas, lo que provocó que produjeran las proteínas que conducen a una mayor producción ósea.
Informan su trabajo en el último número de la revista Biomateriales.
ADN entregado directamente en las células
Mientras que otros investigadores también han reportado éxito en alentar el nuevo crecimiento óseo, se basaron en aplicaciones repetidas que entregan las proteínas que producen huesos desde el exterior, lo que es costoso, intensivo y tiene que hacerse una y otra vez.
Este estudio es diferente porque atacó las células desde el interior, lo que las hizo producir proteínas que llevaron a un mayor crecimiento de los huesos.
El autor correspondiente, Aliasger Salem, profesor de la Facultad de Farmacia de Iowa, explica el beneficio de administrar directamente el ADN a las células:
"Si entregas solo la proteína, la sigues administrando con inyecciones continuas para mantener la dosis. Con nuestro método, obtienes expresión local sostenida durante un período prolongado de tiempo sin tener que administrar dosis continuas de proteína".
Los plásmidos de tamaño nanométrico llevan las instrucciones genéticas para hacer hueso
Para hacer su parche bio, el equipo hizo un andamio a partir del colágeno y luego lo sembró con plásmidos de tamaño nanométrico hechos de forma sintética, cada uno llevando piezas de ADN de instrucciones genéticas para fabricar hueso.
Luego, los investigadores colocaron andamios con semilla de ADN y no sembrados en pequeños orificios de 5 mm x 2 mm en los cráneos de las ratas. Encontraron después de cuatro semanas que los andamios con semillas crecieron 44 veces más hueso y tejido blando que los andamios no sembrados y 14 veces más que las heridas no tratadas.
Los escaneos también revelaron que los andamios sembrados dieron como resultado un nuevo crecimiento óseo que casi cerró la herida.
Los plásmidos entran en las células óseas que ya están presentes en el cuerpo. Estos se encuentran cerca del sitio de la herida y se desplazan hacia el andamio. Los investigadores encontraron que los plásmidos se transportan fácilmente a las células una vez que se encogen en tamaño y se les da una carga eléctrica positiva.
El Prof. Salem explica:
"El mecanismo de entrega es el andamio cargado con el plásmido. Cuando las células migran al andamio, se encuentran con el plásmido, toman el plásmido y obtienen la codificación para comenzar a producir PDGF-B, lo que mejora la regeneración ósea".
Posibles aplicaciones en odontología
Los investigadores dicen que su parche bio podría ser utilizado en odontología para reconstruir el hueso en las áreas de las encías para proporcionar los cimientos de los implantes dentales. Esto sería de gran beneficio para los pacientes que necesitan implantes pero que no tienen suficiente hueso en el área circundante.
Otro uso potencial del parche bio podría ser reparar defectos congénitos en los que falta hueso, por ejemplo alrededor de la cabeza o la cara.
El parche bio podría hacerse con la forma y el tamaño del sitio del defecto, de modo que cuando el hueso nuevo crezca se ajuste perfectamente.
Los investigadores ahora están trabajando en una forma de adaptar las técnicas para generar nuevos vasos sanguíneos para apoyar el crecimiento óseo.
Los fondos del Equipo Internacional de Implantología, el Instituto Nacional del Cáncer en los Institutos Nacionales de Salud y la Sociedad Americana del Cáncer ayudaron a financiar la investigación.
A principios de este año, investigadores del Reino Unido informaron en la revista Materiales funcionales avanzados cómo estaban trabajando en un método que un día usaría células madre y plástico para reparar los huesos rotos. La técnica produciría hueso nuevo de las propias células madre de los pacientes que se unieron a un andamio de plástico implantado que gradualmente se degrada a medida que el nuevo hueso se regenera.
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