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Los investigadores crean injertos superiores del hueso usando las células madres primitivas

Aunque la mayoría de los huesos fragmentados se puedan reparar con un molde firme y una dimensión abundante de cariño y cuidados, fracturas más complicadas requieren tratamientos como el injerto del hueso. Los investigadores en la universidad de Tejas A&M ahora han creado injertos superiores del hueso usando las células madres primitivas. Encontraron que estas células ayudan a crear los andamios muy fértiles necesarios para que el hueso regenere en el sitio de la reparación.

Los investigadores dijeron que estos injertos se podrían utilizar para ascender el hueso rápido y exacto que curaba de modo que los pacientes se beneficien máximo de la intervención quirúrgica.

Hay varios problemas que pueden ocurrir con los implantes ortopédicos, como la inflamación y el dolor. También, pueden aflojar, requiriendo las cirugías de la revisión que son a menudo más complicadas que la cirugía original poner en el implante. Así pues, acelerando el proceso curativo del hueso, nuestro material puede potencialmente reducir el número de estas cirugías de la revisión.”

El Dr. Roland Kaunas, profesor adjunto en el departamento de la ingeniería biomédica y autor correspondiente en el estudio

Los investigadores han publicado sus conclusión en la aplicación de junio las comunicaciones de la naturaleza del gorrón.

Cada año, alrededor 600.000 personas en el hueso demorado o incompleto de la experiencia de Estados Unidos que curan. Para algunos de estos casos, los médicos giran a los procedimientos quirúrgicos que implican el trasplantar del tejido del hueso al sitio de la reparación. Estos injertos del hueso han venido generalmente a partir de dos fuentes: el propio hueso del paciente de otra situación en la carrocería llamó autoinjertos, o alto-tramitó los huesos humanos del cadáver.

Sin embargo, ambos tipos de injertos del hueso tienen su parte de desventajas. Por ejemplo, los autoinjertos requieren la cirugía adicional para la extracción del tejido del hueso, aumentando la época de recuperación para los pacientes y a veces, dolor crónico. Por otra parte, los injertos derivados del hueso del cadáver impiden la necesidad de dos cirugías, pero estos trasplantes tienden a ser faltos de muchas de las biomoléculas que ascienden la reparación del hueso.

Los “injertos del hueso del cadáver tienen algunas de las propiedades físicas del hueso, e incluso un poco de la esencia biológica pero muy se agotan en términos de sus funciones,” dijo al Dr. Carl Gregory, profesor adjunto en el centro de la ciencia de la salud de Tejas A&M, también autor correspondiente en el estudio. “Qué quisimos hacer era el injerto del hueso del técnico A donde podríamos poner en marcha con la manivela experimental hacia arriba los engranajes, por así decirlo, y lo hacemos más biológicamente activo.”

Los estudios anteriores han mostrado que las células madres, determinado un tipo llamado las células madres mesenquimales, pueden ser utilizadas para producir los injertos del hueso que son biológicamente activos. Particularmente, estas células convierten a las células de hueso que producen los materiales requeridos para hacer un andamio, o a la matriz extracelular, que los huesos necesitan para su incremento y supervivencia.

Sin embargo, extraen del tuétano de un hueso adulto y son, como consecuencia, más viejas a estas células madres generalmente. Su edad afecta a la capacidad de las células de dividir y producir más de la matriz extracelular preciosa, Kaunas dijo.

Para evitar este problema, los investigadores girados a los antepasados celulares de células madres mesenquimales, llamados células madres pluripotent. A diferencia de las células mesenquimales adultas que tienen un curso de la vida relativamente corto, observaron que estas células primitivas pueden guardar la proliferación, de tal modo creando un abastecimiento ilimitado de células madres mesenquimales necesarias para hacer la matriz extracelular para el hueso injertan. Agregaron que las células pluripotent pueden ser hechas genético reprogramando las células adultas donadas.

Cuando los investigadores indujeron experimental a las células madres pluripotent que hicieran a las células madres mesenquimales a estrenar, podían generar una matriz extracelular que estaba lejos más biológicamente activo comparado a ése generado por las células mesenquimales obtenidas del hueso adulto.

“Nuestros materiales no acaban de ser enriquecidos en las moléculas biológicas que se requieren para hacer la parte maciza de tejido del hueso pero también los factores de incremento que impulsan la formación del vaso sanguíneo,” dijo Gregory.

Para probar la eficacia de su material del andamio como injerto del hueso, entonces extrajeron y purificaron cuidadosamente la matriz extracelular enriquecida y entonces implantado le en un sitio de los defectos del hueso. Sobre el examen del estado de la reparación del hueso en pocas semanas, encontraron que su matriz vástago-célula-derivada pluripotent era cinco a más efectivo multiplicado por seis que el mejor estimulador aprobado por la FDA del injerto.

“Deshuese los análisis de la reparación usando el patrón oro de injertos, como ésos administrados con el hueso llamado estimulador potente protein-2 morfogénico del incremento del hueso, puede tardar cerca de ocho semanas, pero conseguíamos la cura completa en cuatro semanas,” dijo Gregory. “Así pues, bajo estas condiciones, nuestro material superó la eficacia del hueso protein-2 morfogénico por un tiro largo, indicando que es una mejoría extensa de las tecnologías actuales de la reparación del hueso.”

Los investigadores también dijeron que de un punto de vista clínico, los injertos se pueden incorporar en los implantes dirigidos numerosos, tales como implantes 3D-printed o tornillos de metal, de modo que estas piezas integren mejor con el hueso circundante. También observaron que los injertos del hueso también serán más fáciles de producir y por lo tanto son ventajosa de un punto de vista de la fabricación.

“Nuestro material es muy prometedor porque las células madres pluripotent pueden generar idealmente muchas mezclas de la matriz extracelular apenas de un único donante que simplifique grandemente la fabricación en grande de estos injertos del hueso,” dijeron 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.