Un nuevo enfoque para reparar los nervios periféricos combina el poder regenerador de las células madre mesenquimales derivadas de la encía con un andamio biológico para permitir la recuperación funcional de los nervios después de una lesión facial, según un estudio de un equipo interdisciplinario de la Escuela de la Universidad de Pensilvania. de Medicina Dental y Facultad de Medicina Perelman.
Ante la necesidad de reparar una lesión nerviosa importante en la cara o la boca, los cirujanos expertos pueden tomar un nervio de un brazo o pierna y utilizarlo para restaurar el movimiento o la sensación en el lugar original del trauma. Este método, conocido como autoinjerto de nervio, es el estándar de atención para la reparación de un nervio, pero tiene sus deficiencias. Además de afectar una parte del cuerpo previamente ilesa, el procedimiento no siempre resulta en un recrecimiento completo y funcional del nervio, especialmente para lesiones más grandes.
Los científicos y los médicos han estado empleando recientemente una estrategia diferente para regenerar nervios funcionales que involucran andamios disponibles comercialmente para guiar el crecimiento de los nervios. En enfoques experimentales, estos andamios se infunden con factores de crecimiento y células para apoyar la regeneración. Pero hasta la fecha, estos esfuerzos no han tenido un éxito total. La recuperación puede ser insuficiente debido a una falla en lograr que un gran número de axones en regeneración crucen el injerto y luego maduren adecuadamente y vuelvan a crecer la mielina, el material aislante alrededor de los nervios periféricos que les permite disparar de manera rápida y eficiente.
En un enfoque innovador para la reparación nerviosa guiada, publicado en la revista npj Regenerative Medicine, el equipo de Penn persuadió a las células madre mesenquimales derivadas de la encía humana (GMSC) para que crecieran células similares a Schwann, las células pro-regenerativas del sistema nervioso periférico que producen mielina y factores de crecimiento neural. El trabajo actual demostró que la infusión de estas células en un andamio y su uso para guiar la reparación de las lesiones del nervio facial en un modelo animal tenía la misma eficacia que un procedimiento de autoinjerto.
“En lugar de un autoinjerto, que causa una morbilidad innecesaria, queríamos crear un enfoque biológico y utilizar la capacidad de regeneración de las células madre. Poder recrear células nerviosas de esta manera es realmente un nuevo paradigma”.
Anh Le, autora principal del estudio, profesora y directora, Departamento de Cirugía / Farmacología Oral y Maxilofacial, Facultad de Medicina Dental, Universidad de Pensilvania
Durante más de una década, el laboratorio de Le’s ha sido pionero en el uso de GMSC para tratar varias enfermedades inflamatorias y regenerar una variedad de tipos de tejido craneofacial. El tejido gingival se extrae fácilmente y se cura rápidamente, ofreciendo una fuente accesible de GMSC. De hecho, el tejido gingival a menudo se descarta de los procedimientos dentales de rutina. Le dice que el potencial de las GMSC para ayudar en el recrecimiento de los nervios también se debe en parte al linaje común de las células. “Embriológicamente, sabemos que el tejido craneofacial se deriva de las mismas células progenitoras de la cresta neural que los nervios”, dice Le. “Eso es parte de la belleza de este sistema”.
Le y sus colegas dirigidos por Qunzhou Zhang, ahora miembro de la facultad de Penn Dental Medicine, pudieron aplicar su conocimiento previo de las GMSC para cultivarlas en una matriz de colágeno utilizando condiciones específicas que alentaron a las células a crecer más como las células de Schwann, las células ‘ identidad confirmada con una variedad de marcadores genéticos.
“Observamos este fenómeno muy interesante”, dice Le, “que cuando cambiamos la densidad de la matriz y suspendimos las células en tres dimensiones, cambiaron para tener más propiedades de cresta neural, como las células de Schwann”.
Para hacer avanzar el trabajo, Le se acercó a D. Kacy Cullen de la Facultad de Medicina de Perelman, un bioingeniero que ha trabajado en la reparación de nervios durante 15 años. Cullen y sus colegas tienen experiencia en la creación y prueba de materiales de andamios nerviosos.
Usando andamios disponibles comercialmente para el crecimiento nervioso, los investigadores introdujeron las células en hidrogel de colágeno. “Las células migran al injerto nervioso y crean una capa de células de Schwann”, dice Le. “Al hacerlo, están formando la guía nerviosa funcionalizada para guiar la generación de axones en el espacio dejado por una lesión”.
“Para obtener células de Schwann huésped a lo largo de un biocaffold, básicamente se está aproximando a la reparación nerviosa natural”, dice Cullen. De hecho, cuando los grupos de Le y Cullen colaboraron para implantar estos injertos en roedores con una lesión del nervio facial y luego probaron los resultados, vieron evidencia de una reparación funcional. Los animales tenían menos caída facial que los que recibieron un injerto “vacío” y se restauró la conducción nerviosa. Las células madre implantadas también sobrevivieron en los animales durante meses después del trasplante.
“Los animales que recibieron conductos nerviosos cargados con las células infundidas tuvieron un rendimiento que coincidió con el grupo que recibió un autoinjerto para su reparación”, dice. “Cuando puede igualar el rendimiento del procedimiento estándar de oro sin una segunda cirugía para adquirir el autoinjerto, definitivamente es una tecnología que debe seguir adelante”.
Si bien el estudio actual trabajó para reparar una pequeña brecha en un nervio, los investigadores apuntan a continuar refinando el método para tratar de reparar brechas más grandes, como surgen a menudo cuando el cáncer oral requiere la extirpación quirúrgica de un tumor. “El campo necesita desesperadamente lo que se ha denominado ‘andamios vivientes’ para dirigir el rebrote”, dice Cullen.
Le señala que este enfoque les daría a los pacientes con cáncer oral o traumatismo facial la oportunidad de usar su propio tejido para recuperar la función motora y la sensación y tener mejoras cosméticas después de una reparación.
Y aunque el grupo de Le se centra en la cabeza y el cuello, el trabajo adicional en este modelo también podría traducirse en la reparación de nervios en otras áreas del cuerpo. “Tengo la esperanza de que podamos seguir avanzando hacia la aplicación clínica”, dice.
Universidad de Pennsylvania
Zhang, Q. y col. (2021) Aprovechamiento de la conversión dirigida por hidrogel de colágeno 3D de GMSC humanas en células similares a SCP para generar conductos nerviosos funcionalizados. npj Medicina regenerativa. doi.org/10.1038/s41536-021-00170-y.
Vía: News Medical
Ingresa tus datos para recibir toda la información necesaria:
