La osteoartritis, la forma m\u00e1s com\u00fan de artritis, es una enfermedad degenerativa caracterizada por la degradaci\u00f3n gradual del cart\u00edlago articular, que solo exhibe una capacidad regenerativa limitada. Las estrategias de ingenier\u00eda de tejidos basadas en c\u00e9lulas madre son muy prometedoras para el tratamiento del cart\u00edlago articular da\u00f1ado y podr\u00edan ser impulsadas a\u00fan m\u00e1s por el enfoque presentado en este estudio. Cr\u00e9dito: Dr. Jae H. Park <\/p>\n
Como un tejido el\u00e1stico similar al caucho con propiedades muy variadas, el cart\u00edlago lubrica las articulaciones para mantenerlas sanas y en movimiento, y forma muchas de nuestras estructuras internas, como los discos intervertebrales de la columna vertebral. , las conexiones flexibles entre las costillas y la laringe, as\u00ed como los tejidos externos como la nariz y las orejas. <\/p>\n
Espec\u00edficamente, en las articulaciones, el desgaste del cart\u00edlago con el tiempo puede resultar en contactos dolorosos de hueso con hueso, y el da\u00f1o \u00f3seo y las reacciones inflamatorias que afectan a los pacientes con osteoartritis, la forma m\u00e1s com\u00fan de artritis. . Solo en los EE. UU., 32,5 millones de adultos se ven afectados por la osteoartritis y, hasta el momento, no existe una estrategia que permita la reparaci\u00f3n duradera o el reemplazo del cart\u00edlago articular (articular) degenerado.<\/p>\n
Para superar este problema, los investigadores est\u00e1n utilizando estrategias de ingenier\u00eda de tejidos para generar cart\u00edlago a partir de c\u00e9lulas madre fuera del cuerpo humano. Sin embargo, seg\u00fan Eben Alsberg, Ph.D., de la Universidad de Illinois en Chicago, \u00abpuede ser un desaf\u00edo prevenir la formaci\u00f3n de fibrocart\u00edlago y cart\u00edlago hipertr\u00f3fico cuando se utilizan estrategias de ingenier\u00eda de tejidos\u00bb. Tras la implantaci\u00f3n en las articulaciones, el cart\u00edlago dise\u00f1ado puede volverse inestable y disfuncional, y los m\u00e9todos que pueden determinar condiciones m\u00e1s complejas para la producci\u00f3n de cart\u00edlago de alta calidad ex vivo y su mantenimiento in vivo hasta ahora eran limitados.<\/p>\n
Ahora, un equipo de investigaci\u00f3n colaborativo dirigido por Ali Khademhosseini, Ph.D., director y director ejecutivo del Instituto Terasaki, ha desarrollado un enfoque de detecci\u00f3n basado en biomateriales de m\u00faltiples componentes que identifica composiciones de materiales y est\u00edmulos mec\u00e1nicos y moleculares que permiten que las c\u00e9lulas madre humanas se diferencien en c\u00e9lulas capaces de generar cart\u00edlago articular de mayor calidad. El estudio se publica en Science Advances.<\/p>\n
\u00abAdoptamos un enfoque hol\u00edstico de la ingenier\u00eda del cart\u00edlago con este enfoque multicomponente in vitro mediante la detecci\u00f3n con alto rendimiento a trav\u00e9s de muchas combinaciones de par\u00e1metros materiales, biomec\u00e1nicos y moleculares, que en este complejidad no se hab\u00eda hecho antes\u00bb, dijo Khademhosseini. \u00abEsto nos permiti\u00f3 definir las propiedades y composiciones de los materiales, y las contribuciones mec\u00e1nicas, bioqu\u00edmicas y farmacol\u00f3gicas espec\u00edficas que ayudan a guiar a las c\u00e9lulas madre mesenquimales humanas (hMSC, por sus siglas en ingl\u00e9s) por un camino de diferenciaci\u00f3n hacia los condrocitos productores de cart\u00edlago articular in vitro, y a mantener mejor su funcionalidad cuando se transfieren. en ratones\u00bb.<\/p>\n
Los condrocitos, que se est\u00e1n diferenciando de las hMSC, forman cart\u00edlago al secretar col\u00e1geno y otras biomol\u00e9culas en sus entornos extracelulares, donde forman una matriz el\u00e1stica hidratada. Sin embargo, como el cart\u00edlago diferenciado solo retiene cantidades relativamente bajas de condrocitos que funcionan normalmente y carece de vasos sangu\u00edneos de apoyo, no puede repararse ni regenerarse de manera eficiente.<\/p>\n
En el estudio, el equipo ensambl\u00f3 un biorreactor de compresi\u00f3n a partir de 3-D componentes impresos con una matriz de 288 biomateriales individuales a base de hidrogel para la detecci\u00f3n de m\u00faltiples par\u00e1metros presentados en el microambiente del cart\u00edlago en desarrollo nativo. Estos hidrogeles estaban compuestos por dos biomateriales diferentes, alginato metacrilado oxidado (OMA) y polietilenglicol (PEG). Los dos componentes de hidrogel se pueden reticular entre s\u00ed para crear una red el\u00e1stica interconectada densa biodegradable y biocompatible. Dentro del biomaterial, los investigadores incrustaron hMSC, as\u00ed como ligandos de uni\u00f3n celular que imitan el entorno extracelular normal del cart\u00edlago en desarrollo y factores de crecimiento que favorecen la diferenciaci\u00f3n de las c\u00e9lulas del cart\u00edlago. El biomaterial de hidrogel con las hMSC encapsuladas podr\u00eda manipularse mec\u00e1nicamente entre placas fijas y m\u00f3viles, por lo que la placa m\u00f3vil se empuja c\u00edclicamente hacia arriba desde el fondo con fuerzas finamente calibradas, lo que hace que el andamio del biomaterial se comprima y luego se relaje nuevamente cada vez.<\/p>\n
El enfoque de detecci\u00f3n de alto rendimiento basado en biomateriales que puede probar simult\u00e1neamente combinaciones de factores f\u00edsicos y bioqu\u00edmicos para determinar su capacidad para formar sin\u00e9rgicamente cart\u00edlago articular funcional a partir de c\u00e9lulas madre permiti\u00f3 al equipo identificar microambientes espec\u00edficos que inducen cart\u00edlago. Cr\u00e9dito: Laboratorios Khademhosseini y Alsberg. <\/p>\n
Para poder ayudar a las hMSC con un medio de cultivo celular espec\u00edfico para cart\u00edlago y exponerlas a se\u00f1ales bioqu\u00edmicas adicionales mientras se diferencian, el dispositivo se separ\u00f3 en varias c\u00e1maras, cada una conectada a un sistema de soporte de microfluidos. Dado que todos los par\u00e1metros biomateriales, mec\u00e1nicos y qu\u00edmicos relevantes podr\u00edan variar individualmente entre los biomateriales de la matriz, los investigadores pudieron estudiar m\u00faltiples combinaciones de se\u00f1ales simult\u00e1neamente.<\/p>\n
\u00abNuestro enfoque identific\u00f3 composiciones de biomateriales que proporcionaron un punto dulce de hidrogel f\u00edsico propiedades, las cantidades justas de matriz extracelular y factores de crecimiento cr\u00edticos, y la estimulaci\u00f3n mec\u00e1nica que las hMSC necesitaban en esta complejidad para convertirse en condrocitos articulares altamente funcionales en el sistema de ingenier\u00eda\u00bb, dijo el coautor principal Junmin Lee, Ph.D., un becaria postdoctoral en el grupo de Khademhosseini.<\/p>\n
Alsberg agreg\u00f3 que la estrategia de biomateriales impulsada por dispositivos del equipo \u00abidentific\u00f3 se\u00f1ales en el microambiente celular que podr\u00edan conducir preferentemente construcciones de tejido modificado a un fenotipo de cart\u00edlago hialino preferido\u00bb. Los condrocitos que maduraron en los biomateriales secretaron cantidades sustanciales de mol\u00e9culas de matriz extracelular que componen el cart\u00edlago articular natural.<\/p>\n
Lee y el otro coautor Oju Jeon, Ph.D., profesor de investigaci\u00f3n que trabaja con Alsberg, y miembros adicionales del equipo tambi\u00e9n estudiaron las v\u00edas moleculares que los condrocitos normalmente usan para transducir se\u00f1ales mec\u00e1nicas de su entorno extracelular para controlar su expresi\u00f3n g\u00e9nica. \u00abDescubrimos que las propiedades sub\u00f3ptimas del biomaterial que elevaban la actividad de una prote\u00edna mecanotransductora llamada YAP y sus efectos posteriores estaban causando que los condrocitos adoptaran un estado menos funcional muy parecido al del cart\u00edlago hipertr\u00f3fico en los pacientes\u00bb, dijo Jeon. \u00abPor el contrario, la inhibici\u00f3n de YAP con un f\u00e1rmaco espec\u00edfico favoreci\u00f3 la formaci\u00f3n de condrocitos articulares funcionales en nuestro sistema\u00bb.<\/p>\n
El inhibidor de YAP, as\u00ed como un inhibidor de WNT, otra prote\u00edna involucrada en la mecanotransducci\u00f3n, tambi\u00e9n fueron encontrados por el equipo en la b\u00fasqueda de f\u00e1rmacos que favorecieran la formaci\u00f3n de cart\u00edlago articular saludable en su sistema.<\/p>\n
Para investigar si su enfoque general podr\u00eda permitir la generaci\u00f3n de condrocitos que tambi\u00e9n ser\u00edan m\u00e1s efectivos in vivo, escalaron una condici\u00f3n exitosa que result\u00f3 de su procedimiento de selecci\u00f3n de un hidrogel de 1 mm de di\u00e1metro a uno que med\u00eda 8 mm de di\u00e1metro. \u00abCuando inhibimos activamente YAP o el transductor de se\u00f1al mec\u00e1nica WNT durante 21 d\u00edas de diferenciaci\u00f3n de condrocitos in vitro, implantamos el tejido dise\u00f1ado bajo la piel de ratones y analizamos los implantes nuevamente despu\u00e9s de 21 d\u00edas adicionales, observamos condrocitos de mayor calidad con significativamente menos hipertrofia en comparaci\u00f3n con los controles que no fueron tratados con inhibidores antes de la implantaci\u00f3n\u00bb, dijo Jeon.<\/p>\n
\u00abLas oportunidades que ofrece nuestro enfoque y la informaci\u00f3n que ya nos ayud\u00f3 a proporcionar es un paso importante hacia la generaci\u00f3n de cart\u00edlago articular terap\u00e9utico, y algunos de los conocimientos que obtuvimos tambi\u00e9n podr\u00edan utilizarse para mejorar la funci\u00f3n del cart\u00edlago articular existente en pacientes con osteoartritis y para estrategias m\u00e1s personalizadas\u00bb, dijo Khademhosseini. Su grupo contin\u00faa sus esfuerzos en la interfaz de las plataformas de implantes personalizados, c\u00e9lulas personalizadas y materiales personalizados del Instituto Terasaki en colaboraci\u00f3n con el laboratorio Alsberg Stem Cell & Engineered Novel Therapeutics (ASCENT). <\/p>\n
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Los peque\u00f1os patines podr\u00edan ser la clave para la terapia del cart\u00edlago en humanos M\u00e1s informaci\u00f3n:<\/strong> \u00abEvaluaci\u00f3n combinatoria de se\u00f1ales bioqu\u00edmicas y f\u00edsicas para la regulaci\u00f3n fenot\u00edpica de la ingenier\u00eda de tejidos de cart\u00edlago basada en c\u00e9lulas madre\u00bb Science Advances (2020). DOI: 10.1126\/sciadv.aaz5913 Informaci\u00f3n de la revista:<\/strong> Science Advances <\/p>\n Proporcionado por el Instituto Terasaki para la Innovaci\u00f3n Biom\u00e9dica Cita<\/strong>: El enfoque de detecci\u00f3n combinatoria abre el camino hacia un cart\u00edlago articular de mejor calidad (22 de mayo de 2020) recuperado el 31 de agosto de 2022 de https:\/\/medicalxpress.com\/news\/2020-05-combinatorial-screening-approach-path-better-quality.html Este documento est\u00e1 sujeto a derechos de autor. Aparte de cualquier trato justo con fines de estudio o investigaci\u00f3n privados, ninguna parte puede reproducirse sin el permiso por escrito. El contenido se proporciona \u00fanicamente con fines informativos.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":" La osteoartritis, la forma m\u00e1s com\u00fan de artritis, es una enfermedad degenerativa caracterizada por la degradaci\u00f3n gradual del cart\u00edlago articular, que solo exhibe una capacidad regenerativa limitada. Las estrategias de ingenier\u00eda de tejidos basadas en c\u00e9lulas madre son muy prometedoras para el tratamiento del cart\u00edlago articular da\u00f1ado y podr\u00edan ser impulsadas a\u00fan m\u00e1s por el … Continuar leyendo \u00abEl enfoque de detecci\u00f3n combinatoria abre el camino hacia un cart\u00edlago articular de mejor calidad\u00bb<\/span><\/a><\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":0,"comment_status":"","ping_status":"","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[1],"tags":[],"class_list":["post-26339","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-general"],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/26339","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=26339"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/26339\/revisions"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=26339"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=26339"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=26339"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}