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Células madre, terapia génica y ultrasonidos para reparar fracturas óseas graves

Amparo Tolosa, Genética Médica News

 

terapia génica y fracturas óseas

Los resultados del trabajo señalan que la combinación de terapia génica y ultrasonidos sobre las células madre propias del paciente pueden utilizarse como método para tratar fracturas graves de hueso. Imagen: Perfect Zero, CC BY 2.0 https://creativecommons.org/licenses/by/2.0/).

Una vez más, la colaboración entre diferentes áreas de la biomedicina ha permitido abordar y solucionar un problema médico frecuente: investigadores del Cedars Sinai han conseguido reparar fracturas óseas graves en un modelo animal mediante una innovadora técnica que combina ultrasonidos, células madre y terapia génica.

Cada año, bien como consecuencia de accidentes de tráfico u otras causas, cientos de miles de personas sufren roturas óseas. Algunas roturas pueden curarse según el proceso natural. Otras son graves y no pueden ser reparadas juntando las piezas de hueso remanentes. En estos casos, la aproximación más frecuente es llevar a cabo injertos óseos con material del propio paciente o de un donante, que conllevan largos tiempos de hospitalización y recuperación. Además, no siempre llevan a una recuperación completa.

En el trabajo, los investigadores plantean una solución diferente, utilizando como modelo la fractura de tibia de cerdos enanos. En primer lugar, implantaron una matriz de colágeno en el lugar de la lesión ósea, entre los dos puntos de rotura de los huesos. Durante las siguientes dos semanas esta matriz fue invadida por las células madre endógenas de la extremidad y actuó como esqueleto para que éstas se implantaran. A continuación, el equipo inyectó en la región una solución de microburbujas que contenían el gen BMP6 humano, responsable de la síntesis de la proteína morfogénica ósea, factor de crecimiento que induce la formación de hueso. Por último, para favorecer que las células integraran su contenido, los investigadores aplicaron ultrasonidos sobre las microburbujas.

Seis semanas tras el tratamiento, diferentes análisis de imagen, funcionales y mecánicos indicaron que los animales sometidos a este protocolo habían experimentado una recuperación de la fractura ósea. Las células madre que habían invadido la matriz de colágeno empezaron a producir la proteína BMP6 humana y esto inició el proceso de curación y formación del hueso. “El crecimiento óseo en el espacio era tan fuerte como el que se produce por los injertos óseos quirúrgicos,” señala Gadi Pelled, profesor en el Cedars-Sinai y uno de los directores del trabajo. “Este estudio es el primero en demostrar que suministrar un gen mediante ultrasonidos a las propias células madre de un animal puede ser utilizado de forma efectiva para tratar fracturas de hueso que no se están curando.” El investigador concluye que el estudio está dirigido a una necesidad del campo de la ortopedia y ofrece nuevas posibilidades para la traslación clínica.

Los resultados del trabajo señalan que la combinación de terapia génica y ultrasonidos sobre las células madre propias del paciente pueden utilizarse como método para tratar fracturas graves de hueso, sin tener que recurrir a los injertos.  No obstante todavía será necesario hacer frente a algunas limitaciones. En primer lugar, el método ha funcionado en un modelo animal, y aunque todo parece apuntar a que los resultados podrán ser trasladados a humanos, será necesario evaluar si esto es así y si el método es seguro para los pacientes. Además, los animales utilizados eran jóvenes, con menos de un año de edad, y habrá que determinar si la aproximación también funciona en animales adultos o de mayor edad.

Superadas estas barreras,  el método podría suponer un gran paso hacia adelante en la curación de fracturas óseas. “Estamos al principio de una revolución en la ortopedia,” indica Dan Gazit, investigador en el Cedars-Sinai. “Estamos combinando una aproximación de la ingeniería con una aproximación biológica para avanzar en la ingeniería regenerativa, que creemos es el futuro de la medicina.”

Investigación original: Bez M, et al. In situ bone tissue engineering via ultrasound-mediated gene delivery to endogenous progenitor cells in mini-pigs. Sci Trans Med. 2017. Doi: http://dx.doi.org/10.1126/scitranslmed.aal3128

Fuente: Injured Bones Reconstructed by Gene and Stem Cell Therapies. https://www.cedars-sinai.edu/About-Us/News/News-Releases-2017/Injured-Bones-Reconstructed-by-Gene-and-Stem-Cell-Therapies.aspx

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