Científicos sintetizan mandíbulas a partir de grasa de cerdo


En pacientes con defectos congénitos o que han sufrido lesiones accidentales, la mandíbula es casi imposible de reemplazar. Curvo y complejo, el hueso termina con una articulación cubierta por una capa de cartílago. Ambas partes deben soportar enormes presiones cuando la gente mastica.

“Es uno de los huesos más cargados del cuerpo humano”, dijo Gordana Vunjak-Novakovic, profesora de ingeniería biomédica, medicina y medicina dental en la Universidad de Columbia en Nueva York.

En un artículo publicado en Science Translational Medicine el miércoles, ella y sus colegas informaron de un éxito sorprendente: lograron desarrollar huesos de reemplazo, junto con sus articulaciones, a partir de células madre de cerdos. Pronto comenzará un ensayo clínico en pacientes con defectos de nacimiento graves.

Los investigadores dicen que esperan que algún día se use el mismo tipo de técnica para hacer crecer otros huesos y articulaciones de reemplazo, incluidas las rodillas. Sin embargo, incluso si la estrategia funciona, pasarán años antes de que aquellos que necesitan nuevas mandíbulas o articulaciones puedan diseñarlas a partir de sus propias células.

El Dr. Sidney Eisig, presidente de odontología hospitalaria de la Universidad de Columbia, dijo que el trabajo había comenzado en parte debido a la frustración con las opciones disponibles para cirujanos como él.

Cuando un paciente necesita una mandíbula de reemplazo, los injertos de otras partes del cuerpo pueden resultar poco prácticos. Es posible que no tengan la forma correcta: la mayoría de los huesos son rectos y relativamente planos, mientras que las mandíbulas son curvas.

“Es difícil tomar un pedazo recto de hueso y ponerle una curva”, dijo el Dr. Eisig. Además, puede haber una cantidad insuficiente y la toma de injertos requiere un segundo sitio quirúrgico en el paciente.

Las prótesis de metal pueden reemplazar la articulación a la que se une la mandíbula: la articulación temporomandibular o ATM. Las prótesis se utilizan en pacientes que tienen una artritis tan grave que destruye la articulación, lo que dificulta y hace muy doloroso abrir la boca aunque sea un poco.

Sin embargo, esas articulaciones artificiales no se han estudiado a largo plazo para ver qué tan bien resisten, dijo la Dra. Tara Aghaloo, cirujana maxilofacial de la Universidad de California en Los Ángeles, que no participó en el estudio.

Es difícil para los cirujanos saber si estas prótesis deben usarse en pacientes más jóvenes con artritis severa, y una proporción significativa de pacientes son alérgicos al metal en las articulaciones.

“Siempre pensé que tenía que haber una mejor manera de hacer esto”, dijo el Dr. Eisig.

Hace unos 10 años, se dio cuenta de un artículo científico de la Dra. Vunjak-Novakovic en el que informaba haber diseñado un cóndilo de la ATM humana, una pieza relativamente pequeña de hueso con forma de nudillo, a partir de células madre que había tomado de la grasa humana.

“Corrí a su laboratorio y le dije: ‘Gordana, ¿tengo un campo para ti?’”, Dijo el Dr. Eisig.

Instó al Dr. Vunjak-Novakovic a hacer un hueso curvo, con la articulación, en un animal más grande. Decidieron que un cerdo sería ideal: los animales tienen mandíbulas similares a las de los humanos.

Ella y sus colegas necesitaban una forma de dar forma a la mandíbula y optaron por usar huesos de vaca como una especie de andamio. Los huesos, de los que se habían extraído las células de la vaca, se moldearon con un fresado guiado por computadora para que cada hueso se hiciera precisamente para un animal individual.

Las células madre necesarias para crear hueso se obtuvieron de la propia grasa de los cerdos, extraída con liposucción. Los investigadores designaron un grupo de células madre para convertirlas en hueso y las colocaron dentro del andamio.

El equipo ordenó a otro grupo de células madre que crecieran hasta convertirse en cartílago, colocando esas células encima del andamio. Cinco semanas después, los nuevos injertos de cartílago óseo estaban listos.

El equipo envió los huesos a la Universidad Estatal de Louisiana, donde los colaboradores los insertaron en cerdos a los que se les había quitado la mandíbula. “Tan pronto como se despertaron, empezaron a moverse y empezaron a comer”, dijo el Dr. Vunjak-Novakovic.

La observación de que los animales podían comer de inmediato fue una señal alentadora.

Seis meses después, los investigadores sacrificaron a los animales y examinaron los huesos nuevos. El andamio de hueso de vaca había sido reabsorbido en los cuerpos de los cerdos. Lo que quedó fue una mandíbula indistinguible de la que originalmente había estado allí.

El ensayo clínico involucrará a seis pacientes que tienen caras acortadas con una mordida abierta. Los cirujanos rotarán sus mandíbulas y colocarán un hueso diseñado para cerrar el espacio, alargando sus caras para que puedan cerrar la boca.

El Dr. Eisig ha esperado décadas por un avance como este, dijo. “Es preliminar, pero es muy emocionante”, dijo. “Me alegro de que esté sucediendo mientras sigo practicando”.



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