El nuevo bio sellador puede estabilizar el cartílago y promover la curación después de una lesión

El nuevo bio sellador puede estabilizar el cartílago y promover la curación después de una lesión.

Una nueva terapia de biosellador puede ayudar a estabilizar las lesiones que causan la rotura del cartílago, allanando el camino para una solución futura o, mejor aún, comenzar a trabajar de inmediato con nuevas células para mejorar la curación, según un nuevo estudio con animales realizado por investigadores de la Escuela de Medicina Perelman de la Universidad de Pensilvania. Su investigación fue publicada en Advanced Healthcare Materials.

"Nuestra investigación muestra que el uso de nuestro sistema de hidrogel de ácido hialurónico al menos detiene temporalmente la degeneración del cartílago que ocurre comúnmente después de una lesión y causa dolor en las articulaciones", dijo el autor principal del estudio, Robert Mauck, Ph.D., profesor de Cirugía Ortopédica y director del Laboratorio de Investigación Ortopédica McKay de Penn Medicine. "Además de detener la degradación del cartílago, creemos que la aplicación de esta terapia puede presentar una superficie 'pegajosa' para las células, como las células madre que se inyectan de forma rutinaria en las articulaciones para contrarrestar las lesiones. Este hidrogel de refuerzo podría en realidad sinergizar con esas células para crear una solución a largo plazo ".

El cartílago articular es el tejido que recubre los extremos de los huesos en las articulaciones. Evita que los huesos se rechinlen dolorosamente, y su densidad y resistencia le permiten someterse a muchas fuerzas en medio del movimiento humano. Desafortunadamente, estas tensiones rutinarias pero complejas hacen que el cartílago se desgaste fácilmente, especialmente en medio de alguna forma de lesión, y es difícil de reemplazar o volver a crecer. Esto significa que es especialmente importante mantener el cartílago restante fuerte y estable.

Con ese fin, Mauck, el autor principal del estudio Jay Patel, Ph.D., ex becario postdoctoral en el Laboratorio McKay y ahora profesor asistente en la Universidad de Emory, y su equipo desarrollaron una terapia para usar una versión modificada del ácido hialurónico— una sustancia producida naturalmente por el tejido conectivo del cuerpo, que podría introducirse en el sitio del cartílago lesionado. Reconocieron que esta terapia necesitaba seguir una doble clave para preservar el cartílago: refuerzo y sellado.

"A menudo relacionamos este enfoque combinado con el tratamiento de una terraza dañada en su patio trasero", dijo Patel.

"Para fortalecer la estructura de madera existente, necesita algo como un endurecedor de madera, luego puede aplicar un sellador de madera para evitar el desgaste futuro. De la misma manera, aplicamos una sustancia que se filtra en los poros del tejido y proporciona refuerzo, luego lo 'selló' guiando el comportamiento de las células madre inyectadas hacia la formación de una capa que recubre toda la estructura ".

En un modelo animal, los investigadores introdujeron el biogel en el cartílago dañado, mostrando que se entrelazaba con la estructura de la matriz del cartílago para estabilizar el cartílago. También demostraron que se retuvo durante al menos una semana en el entorno conjunto. Cuando se probó el cartílago vivo en el laboratorio, los investigadores encontraron que la aplicación del biogel de ácido hialurónico restauró la actividad regular de los condrocitos, las células dentro del tejido del cartílago. Esto significaba que ahora se estaba reforzando el microambiente alrededor de las células.

Una vez reforzados, los investigadores pasaron a sellar el cartílago, de modo que una mayor pérdida de tejido en el sitio de la lesión no erosionara la estructura del cartílago. Con ese fin, el equipo combinó el sistema de hidrogel de ácido hialurónico con una inyección de células madre / estromales mesenquimales, para promover la formación de una delgada barrera "viva" en la superficie del cartílago para protegerla de un mayor desgaste. Cuando los investigadores compararon los modelos que recibieron el tratamiento con los que no, los modelos de tratamiento mostraron una capa más gruesa de tejido protector que podría proteger la estructura del cartílago y preservar la función.

"Hemos demostrado que se trata de una tecnología y una metodología innovadoras para abordar potencialmente las complejidades del tratamiento del tejido del cartílago dañado que tradicionalmente lo han hecho tan difícil", dijo Patel.

"A continuación, esperamos trasladar esta tecnología a estudios en animales más grandes y a la clínica en un futuro próximo".

Estos hallazgos llevaron a una subvención traslacional de Penn Health Tech, el centro interdisciplinario que combina equipos de Penn Medicine y Penn Engineering para crear nueva tecnología médica. Además, la tecnología está en el corazón de una nueva empresa (Forsagen LLC) surgida de Penn con el apoyo del Penn Center for Innovation (PCI) Ventures Program, que intentará encabezar la entrada del sistema en la clínica.

Es cofundada por Mauck y Patel, junto con el coautor del estudio Jason Burdick, profesor de Bioingeniería en Penn, y Ana Peredo, Ph.D. estudiante de Bioingeniería.