Implantes bioactivos para detener la degeneración articular
Las rodillas son articulaciones complejas y vulnerables a diversas lesiones. Los defectos osteocondrales, que dañan el cartílago de las articulaciones y el hueso subyacente, son especialmente preocupantes. Muchos defectos osteocondrales en personas mayores activas se deben a un deterioro lento del cartílago y, al igual que la artrosis, pueden extenderse si no se tratan. «Las primeras fases suelen tratarse con suplementos proteicos, antiinflamatorios e inyecciones de ácido hialurónico en la articulación», explica la coordinadora del proyecto iP-OSTEO, Eva Filova, del Instituto de Medicina Experimental de la Academia de Ciencias de la República Checa. Los tratamientos quirúrgicos actuales incluyen diversas técnicas de injerto e implante. Si estas no funcionan, la sustitución total de la articulación, un procedimiento caro y muy intrusivo, sigue siendo una opción final.
Sustancias bioactivas que favorecen la regeneración del cartílago
Para evitar este escenario, los científicos han buscado formas de potenciar la regeneración celular y detener la progresión de la artrosis, mediante el uso de biomateriales libres de células. Al liberar sustancias bioactivas, pueden evitar o posponer significativamente la sustitución total de la articulación. El equipo del proyecto iP-OSTEO, que contó con el apoyo de las Acciones Marie Skłodowska-Curie, se propuso mejorar la investigación en este campo. «Entre los objetivos principales estaba desarrollar matrices biodegradables que contuvieran sustancias bioactivas para favorecer la formación de cartílago y tejido óseo», explica Filova. «Estas sustancias actúan induciendo las células madre pluripotentes (CMPi) o las células madre mesenquimales (CMM)». Las CMPi pueden prepararse reprogramando las células diferenciadas animales o humanas. Estas células tienen el potencial de adoptar muchas formas en el organismo, incluidos los más de doscientos tipos celulares diferentes. Del mismo modo, las CMM pueden separarse en varios tipos celulares, entre ellas las células óseas y cartilaginosas. El equipo también trató de mejorar las pruebas «in vitro» y preclínicas de estas matrices, y de encontrar las formas de ampliar el desarrollo para su uso clínico.
Sustituto compuesto para el tratamiento de defectos óseos
El equipo del proyecto avanzó SmartBonePep, un nuevo sustituto óseo compuesto para la regeneración de los defectos óseos. Las matrices de SmartBonePep son biodegradables y contienen moléculas bioactivas que estimulan a las CMM a producir matriz ósea. «SmartBonePep tiene aplicaciones potenciales en entornos clínicos, a la espera de un mayor desarrollo y aprobaciones regulatorias», señala Filova. También se desarrolló una nueva cámara impresa en 3D para un biorreactor de cultivo celular dinámico sobre matrices. El objetivo es seguir desarrollándolo para luego comercializarlo. «Logramos desarrollar matrices compuestas nanofibrosas libres de células que estimulan la regeneración osteocondral en conejos», añade. «Se probaron diferentes andamios 3D basados en hidrogeles o espumas con suplementos bioactivos».
Liberación controlada de compuestos bioactivos
Se espera que esta investigación pionera sobre la liberación controlada de compuestos bioactivos a partir de matrices abra nuevas vías de atención y reduzca la necesidad de sustituir las articulaciones. Los próximos pasos incluyen estudios preclínicos y clínicos sobre las matrices de SmartBonePep, para comprobar su eficacia en animales y pacientes. Otro elemento importante del proyecto era que incluía una amplia creación de redes, formación y comisiones de servicio para los investigadores noveles. En total, se produjeron más de doscientas comisiones de servicio, que ayudaron a integrar a los agentes académicos e industriales de toda Europa. Participaron siete empresas y siete instituciones académicas. Esta nueva generación de científicos continuará ahora esta labor tan importante, transformando la forma en que abordamos y tratamos los daños en cartílagos y huesos, y mejorando la vida de los pacientes.
Palabras clave
iP-OSTEO, cartílago, hueso, bioactivo, implantes, artrosis, rodillas
