Reconstruir el músculo perdido
WIKIMEDIA, NEPHRONLos investigadores han refinado un método para regenerar grandes cantidades de músculo perdido después de una lesión utilizando material de vejigas de cerdo, según un estudio publicado hoy (30 de abril) en Science Translational Medicine. Un equipo de la Universidad de Pittsburgh, dirigido por Stephen Badylak, implantó matriz extracelular, despojada de células, del revestimiento de vejigas de cerdo, primero en ratones y finalmente en cinco pacientes masculinos.
“ Es una buena correlación de un tratamiento de un defecto volumétrico muscular, en personas, con un esfuerzo por comprender el efecto real sobre la reparación muscular que está ocurriendo,” dijo Jason Pomerantz, quien se enfoca en la regeneración de tejidos en la Universidad de California, San Francisco, pero no participó en el estudio.
Todos los pacientes varones tenían lesiones musculares traumáticas: tres por incidentes militares, dos por esquiar accidentes: lo suficientemente grandes como para ser clasificados como pérdida muscular volumétrica. El tejido muscular es experto en repararse a sí mismo, pero si es un trozo lo suficientemente grande…
Pero el revestimiento de la vejiga de cerdo se ha utilizado durante mucho tiempo en cirugías reconstructivas humanas. A menudo se utiliza como material de apoyo pasivo en reparaciones de paredes abdominales herniadas, reconstrucción mamaria y otras aplicaciones. Así que los investigadores de Pittsburgh decidieron probar el sustrato. El equipo eliminó todas las células del revestimiento de la vejiga, dejando solo una matriz de proteína extracelular. Badylak señaló que las moléculas más inmunogénicas forman parte de las membranas celulares y que al eliminar todo el material celular, la razón más probable por la que el cuerpo de un paciente rechaza un implante, el riesgo de rechazo disminuye.
Con los andamios de regeneración muscular en la mano, los investigadores primero realizaron ensayos preclínicos en ratones a los que se les extirparon secciones de los cuádriceps. Dos semanas después de la implantación, los investigadores notaron que las células madre perivasculares salían de su nicho habitual cerca de los vasos sanguíneos y entraban en la matriz extracelular implantada, que se degradaba con el tiempo. También vieron signos de regeneración muscular hasta seis meses después de la implantación. El músculo regenerado en los ratones tratados finalmente se inervó y vascularizó. En ratones no tratados, las células madre perivasculares rara vez abandonaron sus nichos y no hubo evidencia de reparación muscular a los seis meses.
Los investigadores especularon que a medida que la matriz extracelular se degrada con el tiempo dentro del cuerpo, libera proteínas que atraen la maquinaria de construcción muscular, incluidas las células madre perivasculares. Parece que en lugar de una respuesta inmunitaria destructiva, la matriz extracelular induce una respuesta inmunitaria positiva.
Estos materiales degradados, estos péptidos que se liberan, sirven como un dispositivo de búsqueda para las propias células madre del cuerpo [ que] se reclutan en el sitio de la lesión y luego están disponibles para diferenciarse en un tejido apropiado para el sitio, dijo Badylak.
El equipo luego pasó a los ensayos clínicos, probando su enfoque en pacientes que tenían todos tenido al menos seis meses de fisioterapia sin ningún signo de progreso. Cada hombre se había lesionado entre 13 meses y siete años antes de las cirugías y había perdido entre el 58 y el 90 por ciento del músculo de interés. Los pacientes se sometieron a una fisioterapia rigurosa durante 12 a 16 semanas. Cuando se estancaron en su progreso, los investigadores eliminaron el tejido cicatricial acumulado e implantaron la matriz extracelular de vejiga de cerdo. A los pocos días de la cirugía, se volvió a poner a los pacientes en un régimen de fisioterapia, que continuaron hasta por 25 semanas. Los médicos midieron su crecimiento muscular mediante tomografías computarizadas y resonancias magnéticas, así como biopsias. Todos los pacientes experimentaron un nuevo crecimiento muscular y mejoraron sus habilidades para realizar las tareas diarias. Tres de los cinco pacientes cumplieron con todos los requisitos que los investigadores habían establecido para cirugías exitosas. Los dos pacientes restantes mejoraron en la mayoría de las áreas de función, pero no alcanzaron el límite.
Los investigadores habían demostrado previamente que la falta de estrés mecánico en el sitio de la cirugía conduce a una menor regeneración muscular.
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La tensión y el estiramiento absolutos que se aplican a estas células liberan lo que llamamos factores paracrinos, lo que significa que las células se comunican entre sí, reclutan células progenitoras en esa área y las encienden, dijo el coautor del estudio, Brian Sicari. .
Obviamente, es decepcionante que no hayan podido ver una mejora constante, pero se esperaban considerando las condiciones del pequeño ensayo clínico, dijo Dawn Cornelison de la Universidad de Missouri, quien no participó en la investigación. Cornelison expresó su interés en saber si la técnica podría reproducirse fácilmente en el laboratorio para abordar preguntas básicas de investigación sobre los mecanismos celulares que subyacen a las recuperaciones.
Los investigadores ahora continúan realizando estudios de casos de pacientes con pérdida muscular volumétrica. y tratando de comprender mejor los mecanismos celulares detrás de este proceso.
BM Sicari et al., «Un andamio biológico acelular promueve la formación de músculo esquelético en ratones y humanos con pérdida volumétrica de músculo, Science Medicina traslacional, doi:10.1126/scitranslmed.3008085, 2014.
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