Un equipo de investigación internacional dirigido por la Universidad de Monash ha descubierto una nueva técnica que podría acelerar la recuperación de los reemplazos óseos al alterar la forma y el núcleo de las células madre individuales.
La colaboración de investigación que involucró a la Universidad de Monash, el Centro de Nanofabricación de Melbourne, CSIRO, el Instituto Max Planck de Investigación Médica y el Instituto Federal Suizo de Tecnología en Lausana, desarrolló matrices de micropilares utilizando litografía de nanoimpresión UV que esencialmente 'engañan' a las células para que se conviertan en hueso.
Cuando se implantaron en el cuerpo como parte de un procedimiento de reemplazo óseo, como una cadera o una rodilla, los investigadores encontraron que estos pilares, que son 10 veces más pequeños que el ancho de un cabello humano, cambiaron la forma, el núcleo y el material genético dentro de las células madre.
Los investigadores ahora están avanzando en este estudio en pruebas de modelos animales para ver cómo funcionan en implantes médicos
El equipo de investigación no solo pudo definir la topografía de los tamaños de los pilares y los efectos que tenía en las células madre, sino que descubrió que se podía producir cuatro veces más hueso en comparación con los métodos actuales.
"Lo que esto significa es que, con más pruebas, podemos acelerar el proceso de bloqueo de los reemplazos óseos con el tejido circundante, además de reducir los riesgos de infección", ha señalado la profesora Jessica Frith.
"También hemos podido determinar qué forma adoptan estas estructuras de pilares y qué tamaño deben tener para facilitar los cambios en cada célula madre, y seleccionar la que funciona mejor para la aplicación", ha añadido.
Los investigadores ahora están avanzando en este estudio en pruebas de modelos animales para ver cómo funcionan en implantes médicos.
Los ingenieros, científicos y profesionales médicos saben desde hace algún tiempo que las células pueden recibir señales mecánicas complejas del microambiente, lo que a su vez influye en su desarrollo.
Los investigadores ahora están avanzando en este estudio en pruebas de modelos animales para ver cómo funcionan en implantes médicos
Sin embargo, el doctor Victor Cadarso ha manifestado que sus resultados apuntan a un mecanismo previamente indefinido en el que la 'señalización mecanotransductora' se puede aprovechar mediante microtopografías para entornos clínicos futuros.
"Aprovechar la microtopografía de superficie en lugar de la suplementación con factores biológicos para dirigir el destino celular tiene ramificaciones de gran alcance para el material de cultivo celular inteligente en tecnologías de células madre y terapia celular, así como para el diseño de materiales de implantes inteligentes con capacidad osteoinductiva mejorada", ha apostillado.
Por su parte, el profesor Nicolas Voelcker ha explicado que los resultados del estudio confirman que los micropilares no solo impactaron la forma nuclear general, sino que también cambiaron el contenido del núcleo.
"La capacidad de controlar el grado de deformación del núcleo mediante la especificación de la arquitectura del sustrato subyacente puede abrir nuevas oportunidades para regular la expresión génica y el destino celular posterior", ha concluido.