Los implantes 'hechos con sus propias células' podrían acabar con el dolor de espalda

El dolor de espalda y cuello suele ser el resultado del daño progresivo de los discos que separan las vértebras espinales. Gracias a una nueva investigación multidisciplinaria, es posible que pronto tengamos una mejor solución a este problema: discos de bioingeniería que crecen a partir de las propias células de una persona.

¿Podrán los investigadores crear nuevos discos espinales a partir de células madre?

La degeneración del disco intervertebral es un problema común que afecta a un gran segmento de la población.

Por lo general, los discos intervertebrales sanos funcionan absorbiendo el estrés que se ejerce sobre la columna vertebral a medida que nos movemos y ajustamos nuestra postura de manera similar a la suspensión de un automóvil.

Si esos discos se desgastan, pueden causar dolor en varias áreas de la espalda o el cuello de una persona.

Hasta ahora, los tratamientos para la degeneración del disco intervertebral incluyen la cirugía de fusión espinal y el reemplazo de los discos dañados por discos artificiales.

Sin embargo, estos enfoques aportan beneficios limitados porque no pueden restaurar la función completa de los discos intervertebrales que reemplazan.

Ahora, un equipo de investigación multidisciplinario de la Facultad de Medicina, la Facultad de Ingeniería y Ciencias Aplicadas y la Facultad de Medicina Veterinaria de Perelman de la Universidad de Pensilvania tiene como objetivo resolver este problema mediante el desarrollo de discos intervertebrales diseñados por bioingeniería hechos de las propias células madre de un individuo.

Las células madre son células indiferenciadas que tienen el potencial de "transformarse" en cualquier célula especializada. Por eso se han convertido en el foco de múltiples estudios de investigación médica, incluido el actual.

Los investigadores de la Universidad de Pensilvania han estado trabajando durante los últimos 15 años en modelos de discos de bioingeniería, primero en estudios de laboratorio, luego en estudios con animales pequeños y, más recientemente, en estudios con animales grandes.

“Este es un paso importante: hacer crecer un disco tan grande en el laboratorio, colocarlo en el espacio del disco y luego hacer que comience a integrarse con el tejido nativo circundante. Eso es muy prometedor ”, dice el profesor Robert L. Mauck, coautor principal del estudio actual.

“El estándar de cuidado actual en realidad no restaura el disco, por lo que nuestra esperanza con este dispositivo diseñado es reemplazarlo de una manera biológica y funcional y recuperar el rango completo de movimiento”, agrega.

Estudios en animales exitosos hasta ahora

Anteriormente, los investigadores probaron los nuevos discos, llamados "estructuras de capas angulares en forma de disco" (DAPS), en colas de rata durante 5 semanas.

En el nuevo estudio, cuyos resultados aparecen en la revista Medicina traslacional de la ciencia, el equipo desarrolló aún más los discos de ingeniería. Luego probaron el nuevo modelo, llamado "DAPS modificado en placa terminal" (eDAPS), en ratas nuevamente, pero esta vez por hasta 20 semanas.

La nueva estructura del disco de bioingeniería le permite conservar mejor su forma e integrarse más fácilmente con el tejido circundante.

Después de varias pruebas (resonancias magnéticas y varios análisis de tejido y mecánicos en profundidad), los investigadores encontraron que, en el modelo de rata, el eDAPS restauró de manera efectiva la estructura y función original del disco.

Este éxito inicial motivó al equipo de investigación a estudiar eDAPS en cabras e implantaron el dispositivo en las espinas cervicales de algunos de los animales. Los científicos optaron por trabajar con cabras porque, según explican, los discos vertebrales cervicales de las cabras tienen dimensiones similares a las de los humanos.

Además, las cabras tienen una estatura semi erguida, lo que permite a los investigadores acercar su estudio un paso más a los ensayos en humanos.

"Una muy buena razón para ser optimista"

Las pruebas de los investigadores en cabras también tuvieron éxito. Notaron que el eDAPS se integraba bien con el tejido circundante y que la función mecánica de los discos al menos igualaba, si no superaba, a la de los discos cervicales originales de las cabras.

"Creo que es realmente emocionante que hayamos llegado tan lejos, desde la cola de rata hasta los implantes de tamaño humano", dice el Dr. Harvey E. Smith, coautor principal del estudio.

"Cuando observa el éxito en la literatura de los dispositivos mecánicos, creo que hay una muy buena razón para ser optimistas de que podríamos alcanzar el mismo éxito, si no superarlo con los discos diseñados".

Dr. Harvey E. Smith

Los investigadores dicen que el siguiente paso incluirá la realización de ensayos adicionales más extensos en cabras, lo que permitirá a los científicos comprender mejor qué tan bien funciona el eDAPS.

Además, el equipo de investigación planea probar eDAPS en modelos de degeneración del disco intervertebral humano, con suerte acercándose un paso más a los ensayos clínicos.

"Es muy deseable implantar un dispositivo biológico que esté hecho de sus propias células", señala el Dr. Smith, y agrega que, "El uso de un dispositivo de reemplazo que preserva el movimiento y la ingeniería de tejidos verdaderos en la artroplastia de esta naturaleza no es algo que todavía he hecho en ortopedia ".

“Creo que sería un cambio de paradigma sobre cómo tratamos realmente estas enfermedades de la columna y cómo abordamos la reconstrucción de las articulaciones sin movimiento”, continúa.

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