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Os pesquisadores criam enxertos superiores do osso usando células estaminais primitivas

Embora a maioria de ossos quebrados possam ser emendados com firme o molde e uma medida generosa do cuidado de amor macio, umas fracturas mais complicadas exige tratamentos como a transplantação do osso. Os pesquisadores na universidade de Texas A&M têm criado agora enxertos superiores do osso usando células estaminais primitivas. Encontraram que estas pilhas ajudam a criar os andaimes muito férteis necessários para que o osso regenere no local do reparo.

Os pesquisadores disseram que estes enxertos poderiam ser usados para promover o osso rápido e preciso que cura de modo que os pacientes tirassem proveito màxima da intervenção cirúrgica.

Há diversos problemas que podem ocorrer com implantes ortopédicos, como a inflamação e a dor. Também, podem afrouxar, exigindo as cirurgias da revisão que são frequentemente mais complicadas do que a cirurgia original pôr no implante. Assim, acelerando o processo de cicatrização do osso, nosso material pode potencial reduzir o número destas cirurgias da revisão.”

Dr. Roland Kaunas, professor adjunto no departamento da engenharia biomedicável e um autor correspondente no estudo

Os pesquisadores publicaram seus resultados na introdução de junho das comunicações da natureza do jornal.

Todos os anos, ao redor 600.000 povos no osso atrasado ou incompleto da experiência dos Estados Unidos que curam. Para alguns destes casos, os médicos giram para os procedimentos cirúrgicos que envolvem transplantar o tecido do osso ao local do reparo. Estes enxertos do osso vieram geralmente de duas fontes: próprio osso do paciente de um outro lugar no corpo chamou autotransplante, ou alto-processou os ossos humanos do cadáver.

Contudo, ambos os tipos de enxertos do osso têm sua parte dos inconvenientes. Por exemplo, os autotransplante exigem a cirurgia adicional para a extracção do tecido do osso, aumentando o momento de recuperação para pacientes e às vezes, dor crônica. Por outro lado, os enxertos derivados do osso do cadáver impossibilitam a necessidade para duas cirurgias, mas estas transplantações tendem a ser desprovidos de muitas das biomoléculas que promovem o reparo do osso.

Os “enxertos do osso do cadáver têm algumas das propriedades físicas do osso, e mesmo um pouco da essência biológica mas são esgotados muito em termos de sua funcionalidade,” disse o Dr. Carl Gregory, professor adjunto no centro da ciência da saúde de Texas A&M, também um autor correspondente no estudo. “O que nós quisemos fazer era o enxerto do osso do coordenador A onde nós poderíamos experimental pôr em marcha acima as engrenagens, por assim dizer, e o fazemos mais biologicamente activo.”

Os estudos precedentes mostraram que as células estaminais, particularmente um tipo chamado células estaminais mesenchymal, podem ser usadas para produzir os enxertos do osso que são biologicamente activos. Em particular, estas pilhas convertem às pilhas de osso que produzem os materiais exigidos para fazer um andaime, ou à matriz extracelular, que os ossos precisam para seus crescimento e sobrevivência.

Contudo, estas células estaminais geralmente são extraídas da abóbora de um osso adulto e são, em conseqüência, mais velhas. Sua idade afecta a capacidade das pilhas para dividir-se e para produzir mais da matriz extracelular preciosa, Kaunas disse.

Para contornar este problema, os pesquisadores girados para os antepassados celulares de células estaminais mesenchymal, chamados células estaminais pluripotent. Ao contrário das pilhas mesenchymal adultas que têm uma vida relativamente curto, notaram que estas pilhas primitivas podem manter proliferar, criando desse modo uma fonte ilimitada das células estaminais mesenchymal necessários para fazer a matriz extracelular para o osso transplantam. Adicionaram que as pilhas pluripotent podem ser feitas genetically reprogramming pilhas adultas doadas.

Quando os pesquisadores induziram experimental as células estaminais pluripotent fazer células estaminais mesenchymal brandnew, podiam gerar uma matriz extracelular que fosse distante mais biologicamente activo comparado àquele gerado pelas pilhas mesenchymal obtidas do osso adulto.

“Nossos materiais não foram enriquecidos apenas nas moléculas biológicas que são exigidas para fazer a parte robusta do tecido do osso mas igualmente os factores de crescimento que conduzem a formação do vaso sanguíneo,” disse Gregory.

Para testar a eficácia de seu material do andaime como um enxerto do osso, então com cuidado extraíram e refinaram a matriz extracelular enriquecida e implantado então lhe em um local de defeitos do osso. Em cima de examinar o estado do reparo do osso em algumas semanas, encontraram que sua matriz haste-pilha-derivada pluripotent era cinco a mais eficaz sêxtuplo do que o melhor stimulator aprovado pelo FDA do enxerto.

“Desosse ensaios do reparo usando a bandeira de ouro dos enxertos, como aquelas administradas com o osso chamado protein-2 morphogenic do crescimento do osso stimulator poderoso, pode tomar aproximadamente oito semanas, mas nós obtínhamos a cura completa em quatro semanas,” disse Gregory. “Assim, sob estas condições, nosso material ultrapassou a eficácia do osso protein-2 morphogenic por uma possibilidade remota, indicando que é uma melhoria vasta de tecnologias actuais do reparo do osso.”

Os pesquisadores igualmente disseram que de um ponto de vista clínico, os enxertos podem ser incorporados em implantes projetados numerosos, tais como os implantes 3D-printed ou os parafusos de metal, de modo que estas peças integrassem melhor com o osso circunvizinho. Igualmente notaram que os enxertos do osso igualmente serão mais fáceis de produzir e daqui são vantajosos de um ponto de vista da fabricação.

“Nosso material é muito prometedor porque as células estaminais pluripotent podem idealmente gerar muitos grupos da matriz extracelular apenas de um único doador que simplifique extremamente a fabricação em grande escala destes enxertos do osso,” disseram Kaunas.

Source:
Journal reference:

McNeill, E.P., et al. (2020) Characterization of a pluripotent stem cell-derived matrix with powerful osteoregenerative capabilities. Nature Communications. doi.org/10.1038/s41467-020-16646-2.