En estudios de laboratorio, los investigadores de la Facultad de Medicina de Stanford encontraron una forma de regenerar el cartílago que facilita el movimiento entre los huesos.
Investigadores de la Facultad de Medicina de la Universidad de Stanford han descubierto una forma de regenerar, en ratones y tejido humano, el cojín de cartílago que se encuentra en las articulaciones. La pérdida de esta capa de tejido resbaladizo y que absorbe los impactos, llamada cartílago articular, es responsable de muchos casos de dolor articular y artritis, que afecta a más de 55 millones de estadounidenses. Casi 1 de cada 4 estadounidenses adultos sufren de artritis, y muchos más sufren de dolor e inflamación en las articulaciones en general. Los investigadores de Stanford descubrieron cómo volver a crecer el cartílago articular causando primero una lesión leve en el tejido de la articulación y luego utilizando señales químicas para dirigir el crecimiento de las células madre esqueléticas a medida que las lesiones se curan.
El trabajo aparece en la edición del 17 de agosto de la revista Nature Medicine. «El cartílago tiene un potencial regenerativo prácticamente nulo en la edad adulta, por lo que una vez que se lesiona o desaparece, lo que podemos hacer por los pacientes ha sido muy limitado», dijo el profesor asistente de cirugía Charles K.F. Chan, PhD. «Es muy gratificante encontrar una manera de ayudar al cuerpo a regenerar este importante tejido». El trabajo se basa en investigaciones anteriores en Stanford que dieron como resultado el aislamiento de la célula madre esquelética, una célula que se renueva automáticamente y que también es responsable de la producción de hueso, cartílago y un tipo especial de célula que ayuda a que las células sanguíneas se desarrollen en la médula ósea. La nueva investigación, al igual que los descubrimientos anteriores de células madre esqueléticas de ratones y humanos, se llevaron a cabo principalmente en los laboratorios de Chan y el profesor de cirugía Michael Longaker, MD.
El cartílago articular es un tejido complejo y especializado que proporciona un cojín resbaladizo y elástico entre los huesos de las articulaciones. Cuando este cartílago se daña por un trauma, una enfermedad o simplemente se adelgaza con la edad, los huesos pueden rozar directamente entre sí, causando dolor e inflamación, que eventualmente pueden resultar en artritis. Chan Charles K.F. Chan El cartílago dañado se puede tratar mediante una técnica llamada microfractura, en la que se perforan pequeños orificios en la superficie de una articulación. La técnica de microfractura impulsa al cuerpo a crear tejido nuevo en la articulación, pero el tejido nuevo no se parece mucho al cartílago. “La microfractura da como resultado lo que se llama fibrocartílago, que en realidad se parece más al tejido cicatricial que al cartílago natural”, dijo Chan. «Cubre el hueso y es mejor que nada, pero no tiene el rebote ni la elasticidad del cartílago natural, y tiende a degradarse con relativa rapidez».
La investigación más reciente surgió, en parte, a través del trabajo del cirujano Matthew Murphy, PhD, un investigador visitante en Stanford que ahora se encuentra en la Universidad de Manchester. “Nunca sentí que nadie entendiera realmente cómo funcionaban las microfracturas”, dijo Murphy. «Me di cuenta de que la única forma de entender el proceso era observar lo que hacen las células madre después de la microfractura». Murphy es el autor principal del artículo. Chan y Longaker son coautores principales. Durante mucho tiempo, dijo Chan, la gente asumió que el cartílago adulto no se regeneraba después de una lesión porque el tejido no tenía muchas células madre esqueléticas que pudieran activarse. Trabajando en un modelo de ratón, el equipo documentó que la microfractura activaba las células madre esqueléticas.
Sin embargo, dejadas a su suerte, esas células madre esqueléticas activadas regeneraron fibrocartílago en la articulación. Pero, ¿qué pasaría si el proceso de curación después de una microfractura pudiera dirigirse hacia el desarrollo del cartílago y alejarse del fibrocartílago? Los investigadores sabían que a medida que se desarrolla el hueso, las células deben pasar primero por una etapa de cartílago antes de convertirse en hueso. Tenían la idea de que podrían alentar a las células madre esqueléticas en la articulación a comenzar un camino hacia convertirse en hueso, pero detener el proceso en la etapa del cartílago.
Los investigadores utilizaron una poderosa molécula llamada proteína morfogenética ósea 2 (BMP2) para iniciar la formación ósea después de la microfractura, pero luego detuvieron el proceso a la mitad con una molécula que bloqueó otra molécula de señalización importante en la formación ósea, llamada factor de crecimiento endotelial vascular (VEGF). “Lo que obtuvimos fue un cartílago que está hecho del mismo tipo de células que el cartílago natural con propiedades mecánicas comparables, a diferencia del fibrocartílago que normalmente obtenemos”, dijo Chan. «También restauró la movilidad a los ratones osteoartríticos y redujo significativamente su dolor». Como prueba del principio de que esto también podría funcionar en humanos, los investigadores transfirieron tejido humano a ratones que fueron criados para no rechazar el tejido, y pudieron demostrar que las células madre esqueléticas humanas podrían dirigirse hacia el desarrollo óseo pero detenerse en el cartílago.
