Crean huesos a medida en reemplazo de los dañados

1/1

Es la medicina del futuro, aunque cercano. Los huesos afectados por enfermedades, fracturas u otros problemas no serán objeto de un injerto tomado de otra parte del cuerpo, sino reemplazados por estructuras óseas idénticas creadas a partir de células madre. Mediante la generación de una estructura tridimensional, que será alimentada de células y varios nutrientes, se desarrollarán huesos de ingeniería que permitirán eliminar defectos óseos y de cartílagos. Los dos primeros ejemplares de un quijada ya fueron creados en un laboratorio de la Universidad de Columbia, en Nueva York. También trabajan en resolver problemas de integración de tejidos que se implantan en el cuerpo.

NUEVA YORK | THE NEW YORK TIMES

Si la persona que usted ama le daña el corazón, los expertos en tejidos no pueden repararlo. Pero, si usted sufre la fractura de un hueso, los científicos pueden ser capaces de generar reemplazos a medida.

La Dra. Gordana Vunjak-Novakovic, profesora de ingeniería biomédica de la Universidad de Columbia, ha resuelto uno de los numerosos problemas que hay en el camino hacia los implantes óseos exitosos: cómo hacer crecer nuevos huesos en la forma antómica original.

Vunjak-Novakovic y su equipo de investigación han creado y alimentado dos pequeños huesos a partir de cero en su laboratorio. Los nuevos huesos, parte de una articulación del tramo trasero de la quijada, fueron creados con células madre humanas. La forma está basada en imágenes digitales de los huesos sanos.

Los huesos producidos por ingeniería tienen muchas implicancias, de acuerdo con lo que indica una de las figuras principales de ese campo, el Dr. Charles A. Vacanti, quien es director de los laboratorios de ingeniería de tejidos y medicina regenerativa, en el Hospital de Mujeres Brigham, en Boston. No tiene ninguna conexión con el trabajo realizado en Columbia. "Si los equipos de imagenología tienen suficiente alta resolución, se puede construir virtualmente cualquer forma intrincada que se desee, creando una réplica exacta", indicó. Huesos de ingeniería son probados en animales y en pocas personas, pero pueden llegar a ser algo habitual en los quirófanos dentro de una década, dijo Rosemarie Hunziker, del Instituto Nacional de Imagenología Biomédica, que auspicia las investigaciones en ese campo, incluyendo la que se hace en Columbia.

"Es un campo que atrae mucho interés de inversores", indicó el profesor de MIT, Robert Langer, quien tiene más de 750 patentes otorgadas o en trámite en materia de sistemas de ingeniería de tejidos y de suministro de medicamentos. Es asesor de varias empresas que iniciaron negocios sobre la base de su labor.

Vunjak-Novakovic, quien ha presentado una solicitud de patente a través de Columbia, comentó que el trabajo de su laboratorio atrae considerable interés de inversores. "Estamos comenzando estudios con grandes animales, que permitirán establecer la seguridad y la viabilidad, antes de llegar a la etapa de comercialización", señaló.

PROCESO. Vunjak-Novakovic, el Dr. Warren L. Grayson y otros integrantes del equipo utilizaron imágenes digitales de la articulación del maxilar inferior para guiar a un equipo que esculpió una réplica tridimensional, a partir de material óseo limpio. El equipo convirtió esa estructura en tejido viviente, al ponerlo en una cámara moldeada a la forma exacta y agregaron las células humanas, aisladas de la médula ósea. Una fuente sostenida de oxígeno, hormonas de crecimiento, azúcar y otros nutrientes fue bombeada hacia la cámara o bioreactor, para que el hueso pudiera desarrollarse.

"Las células crecen con rapidez", dijo Vunjak-Novakovic. "Ellas no saben si están en el cuerpo humano o en un cultivo. Sólo perciben las señales".

Los injertos de hueso tradicionales, habitualmente son obtenidos de otras partes del cuerpo humano, lo que con frecuencia constituye un paso traumático, o hechos de materiales como titanio que no siempre son compatibles con los huesos que los reciben o causan inflamación, explicó el Dr. Francis Y. Lee, profesor de cirugía clínica ortopédica de Columbia. Lee tampoco está vinculado al trabajo de Vunjak-Novakovic.

"Si tenemos una estructura que coincide anatómicamente y puede albergar las células del hueso, habremos logrado una nueva manera de reconstruir los defectos de huesos y cartílagos", dijo Lee.

A su vez, el Dr. Vacanti, destacó que el diseño del bioreactor es ingenioso, debido a que permite que las fuentes de nutrición y otros fluidos penetren los poros de la estructura, a medida que el hueso nuevo crece dentro de los poros. Con frecuencia, las células producen tejidos fuera de esa estructura, mientras que las células que están adentro tienden a morir. Pero, el bioreactor de Vunjak-Novakovic permite la observación estrecha y el control de los aditivos por parte del equipo de investigadores que puede monitorear el desarrollo del tejido.

El profesor de la Universidad de Michigan, Scott Hollister, también trabaja en la creación de huesos de una articulación de quijada, pero en lugar de usar el bioreactor para desarrollarlos, tiene intención de usar el cuerpo humano como incubadora. La estructura para el nuevo hueso, diseñada con tomógrafo e impresa usando un sistema de láser, está llena de células de médula ósea o grasa tomadas del paciente para prevenir reacciones del sistema inmunológico. Dejan que el cuerpo del paciente naturalmente sane y reconstruya el tejido a medida que el implante es aceptado por el cuerpo.