Un equipo internacional ha diseñado una nueva técnica de células madre que podría acelerar la recuperación del reemplazo óseo.
El equipo multidisciplinario, dirigido por investigadores de la Facultad de Ingeniería de la Universidad de Monash, ha creado nuevos micropilares que pueden cambiar el tamaño, la forma y el núcleo de las células madre para “engañarlas” para que se conviertan en huesos.
Estos novedosos micropilares son 10 veces más pequeños que el ancho de un cabello humano. Y tienen el potencial de revolucionar la tecnología de células madre al brindar a los investigadores un mayor control sobre lo que hacen las células en ciertos entornos.
Sin embargo, por ahora, el equipo de investigación se centró en definir la topografía de los pilares para crear hueso.
El control de las células madre es generalmente extremadamente difícil. Esto debido a que están fuertemente influenciadas por su entorno. Así lo aseguró el Dr. Victor Cadarso del Departamento de Ingeniería Mecánica y Aeroespacial de la Universidad de Monash.
“Lo que estamos haciendo es usar estas características micro/nano para que podamos hacer que las células crean que están en un entorno completamente diferente al que están”, dijo.
Las células madre se forman mediante matrices micropilares desarrolladas utilizando litografía de nanoimpresión UV. Estos pilares pueden dar forma a la célula y al ADN dentro del núcleo; lo que hace que reaccionen de determinadas formas.
“Estamos cambiando el entorno mecánico de la célula y también el núcleo”, dijo la profesora asociada Jessica Frith, del Departamento de Ciencia e Ingeniería de Materiales de la Universidad de Monash.
“Esto hace que el ADN dentro de ese núcleo se reorganice. Y de alguna manera, mover ese ADN hace que la célula se comporte de manera diferente”.
El equipo pudo definir la topografía del tamaño del pilar e identificar un patrón particular que convierte las células en hueso. Este nuevo método puede producir cuatro veces más hueso en comparación con los métodos convencionales.
“Un cambio realmente pequeño en las topografías tiene una gran influencia en las células”, dijo Frith. “Así que hicimos algunas pruebas de detección y pudimos identificar los patrones que son realmente útiles”.
Si bien el desarrollo del hueso es un comienzo, Cadarso dijo que el equipo está trabajando para identificar qué patrones podrían usarse para crear otros materiales útiles.
Frith se hizo eco del sentimiento de Cadarso; y dijo que el objetivo es llegar a un punto en el que su técnica forme parte de un dispositivo médico que podría crear una respuesta biológica en el cuerpo dependiendo de lo que se necesite.
“Esto tendrá ventajas sobre la entrega de factores de crecimiento o proteínas, que son realmente costosos, no muy estables y tienen vidas medias cortas”, dijo Frith.
“Esperamos que al tener una solución basada en ingeniería sea más escalable y rentable; al mismo tiempo que sea potente desde un punto de vista biológico”.
Las versiones futuras de la técnica podrían ayudar a mejorar los stents y otros implantes. Y posiblemente incluso desarrollar patrones que podrían crear tejidos artificiales.
Los investigadores de la Universidad de Monash trabajaron en colaboración con el Centro de Nanofabricación de Melbourne, CSIRO, el Instituto Max Planck de Investigación Médica y el Instituto Federal Suizo de Tecnología en Lausana, Suiza, para desarrollar la nueva técnica.
Cadarso dijo que estaba encantado de trabajar con un equipo de expertos internacionales.
“Ha sido fantástico tener la oportunidad de trabajar con investigadores líderes en el mundo realmente bien establecidos que nos ofrecen tutoría y apoyo, especialmente para mí como joven investigador”, dijo.
“Es un verdadero privilegio trabajar con las personas con las que estamos trabajando. Pero también ha sido divertido y definitivamente aprendí mucho ”, agrega Frith.
Por supuesto, al igual que muchos proyectos con aportes multinacionales durante los últimos 12 meses, COVID-19 arrojó una llave en los planes del equipo.
“Parte del plan que teníamos cuando comenzamos esta investigación era que los colaboradores internacionales vinieran a Australia y nos visitaran aquí para trabajar con nosotros en los laboratorios. Y enviar a algunos de nuestros estudiantes de doctorado para que los capacitaran”, dijo Cadarso.
La naturaleza multidisciplinar del equipo también dificultaba en ocasiones la comunicación.
“De repente tienes ingenieros expertos que hablan con biólogos expertos. A veces es como si estuvieran hablando idiomas completamente diferentes”, dijo Cadarso.
“Así que parte del proceso ha sido aprender a hablar entre ellos, lo cual también es muy interesante”.
Fuente: Create Digital
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