Nota - 19/8/2017
11/08/2017 - CIENCIAS BIOLÓGICAS Y DE LA SALUD

Un experimento científico permitió regenerar tejido óseo

Investigadores del CONICET aplicaron un gel que promueve la reconstrucción de huesos en un modelo de lesión en animales, y los resultados fueron exitosos.

Un grupo de científicos rosarinos liderado por Sara Feldman, investigadora independiente del CONICET, participó en un trabajo multidisciplinario de ingeniería de tejidos, en el que se desarrolló y aplicó en un modelo in vivo – es decir en seres vivos – un gel biodegradable que promueve la reconstrucción de tejido óseo y que podría reemplazar a las prótesis tradicionales en algunos tipos de lesiones.

Los resultados de este trabajo realizado en colaboración con investigadores del Instituto Bioforge de la Universidad de Valladolid, España, de la Planta Piloto de Procesos Industriales Microbiológicos (PROIMI) dependiente del CONICET, y de la Facultad de Odontología de la Universidad de Ribeirão Preto, Brasil, fueron publicados en la revista Tissue Engineering.

El equipo aplicó el gel biodegradable en un modelo de lesión experimental en conejos. Luego de 90 días se demostró que este material había promovido la formación de un tejido de constitución y apariencia muy similar a la estructura ósea original en el lugar de la lesión.

El gel fue sintetizado mediante técnicas de biología molecular y entre sus componentes tiene derivados de la elastina natural, secuencias para proteínas de adhesión celular y de una proteína llamada BMP-2 que promueve el desarrollo óseo.

Una de las características llamativas de este gel es que, a la inversa de las gelatinas más conocidas, se encuentra en estado líquido a bajas temperaturas y gelifica cuando sobrepasa los cuatro grados centígrados. Esta particularidad hizo que el equipo del Laboratorio de Biología Osteoarticular, Ingeniería Tisular y Terapias Emergentes (Laboatem) tuviera que desarrollar técnicas quirúrgicas especiales para poder aplicarlo.

“Además de las condiciones de esterilidad necesarias para cualquier cirugía, tuvimos que trabajar todo en frío, incluso el instrumental, para que la matriz permaneciera en estado líquido hasta que la colocáramos en la lesión y comenzara a gelificar con la temperatura del cuerpo”, describió la investigadora, quien dirige el Laboatem de la Facultad de Ciencias Médicas de la Universidad Nacional de Rosario.

Los científicos testearon el material biodegradable en un tipo de lesión femoral donde si no se coloca un implante se genera un tejido fibrosado estructural y funcionalmente muy diferente del original. Con la aplicación del gel a los pocos días de la cirugía los conejos ya tenían una marcha semejante a la habitual lo que significa que no había procesos inflamatorios ni rechazos. Los estudios se complementaron con análisis bioquímicos a lo largo de todo el periodo de estudio y en ningún momento se observó algún parámetro alterado.

“Hicimos los estudios tomográficos con reconstrucción tridimensional de los huesos y observamos que las lesiones estaban reparadas, con una superficie cortical casi regenerada, y nos costaba discriminar a simple vista el lugar del implante. Además, a través de los estudios histológicos encontramos zonas de calcificación y osteoblastos, características del tejido óseo”, detalla Feldman.

Una vez que el material se inserta en la lesión comienza a promover la proliferación de las células que lo rodean, éstas colonizan el tejido y forman una matriz extracelular semejante al hueso. A medida que el material va cumpliendo su función se degrada y desaparece al final del proceso.

Según explicó Feldman este tipo de geles son matrices de tercera generación. Las de primera generación son los implantes de huesos; las de segunda generación son las prótesis metálicas que reciben diversos tipos de tratamiento para evitar que el cuerpo las rechace, y las matrices derivadas de productos naturales. Se denomina de tercera generación a aquellas matrices que son temporales, biodegradables, no son tóxicas para las células y pretenden generar el tejido en condiciones lo más similares al tejido original faltante.

“Con las pruebas que hicimos pudimos realmente analizar la viabilidad de esta matriz de tercera generación en un modelo in vivo que es distinto a estudiarlo in vitro – en células en cultivo – porque permite observar si hay efectos secundarios indeseables, si se adapta al tejido circundante y si genera algún tipo de rechazo inmunológico”, señala Feldman y concluye “estudios como estos muestran que la ingeniería de tejidos ya no es una utopía, sino que se pueden brindar respuestas para reparaciones in vivo”.

Por Vanesa Bomben
CONICET Rosario

Equipo de investigación

Laboatem
Dante Coletta
Ezequiel Vitelli
Mariangeles Aimone
Facundo Zabalza
Sara Feldman

Universidad Nacional de Tucumán
Liliana Missana
María Jammal

Universidad de Valladolid
Arturo Ibáñez-Fonseca
Matilde Alonso
José Carlos Rodríguez-Cabello

Universidad de San Pablo
João Paulo Mardegan Issa