Implante impreso ayuda a regenerar el menisco

Una estructura personalizada e impresa en tres dimensiones (3-D) tratada con factores de crecimiento humanos puede estimular al cuerpo para regenerar el menisco.

Investigadores de la Universidad de Columbia (Nueva York, NY, EUA), del Hospital de Cirugía Especial (HSS, Nueva York, NY, EUA) y de la Universidad de Cornell (Ítaca, Nueva York, EUA) obtuvieron por primera vez las imágenes por resonancia magnética (RM) de un menisco intacto en una rodilla en buen estado. Estas exploraciones fueron convertidas en una imagen 3-D que fue utilizada para operar una impresora en 3-D, con la cual se produjo una estructura con la forma exacta del menisco, con una resolución de 10 micras. Esta estructura fue hecha de policaprolactona, un polímero biodegradable que también se utiliza para fabricar suturas quirúrgicas.

A continuación, la estructura fue infundida con dos proteínas humanas recombinantes: factor de crecimiento conectivo (CTGF) y factor de crecimiento β3 transformador (TGFβ3); cuando fueron liberadas en áreas específicas de la estructura y en un orden secuencial específico, la presencia de estas dos proteínas atrajo células madre existentes en el organismo y las indujo a formar el tejido del menisco. Esto se logró luego de encapsular dichas proteínas en unas esferas poliméricas de tamaño micro y de disolución lenta, que liberaron primero el CTGF (para estimular la producción del menisco exterior) y luego el TGFβ3 (para estimular la producción del menisco interno).

Por último, la estructura con la infusión de proteínas fue probada insertándola en 11 ovejas (cuya rodilla se asemeja de cerca a la de los humanos). Los animales fueron asignados al azar para reemplazar su menisco por la estructura en 3-D con infusión de proteínas, en sustitución del menisco natural, extirpado quirúrgicamente. El menisco fue regenerado en aproximadamente cuatro a seis semanas y después de tres meses los animales tratados caminaban normalmente. En un análisis post-mortem, el menisco regenerado tenía propiedades estructurales y mecánicas muy similares a las del menisco natural. El estudio fue publicado en línea el 10 de diciembre de 2014, en la revista Science Translational Medicine.

“Esta es una derivación de la ingeniería de tejidos clásica, en la cual las células madre son cosechadas del mismo cuerpo, manipuladas en el laboratorio y luego son devueltas al paciente, un método que ha tenido un éxito reducido”, dijo el autor principal, Jeremy Mao, DDS, PhD. “En cambio, nosotros nos saltamos el primer paso del proceso dentro del mismo cuerpo, usando factores que estimulan a las células madre endógenas para lograr una regeneración de tejidos. Vemos en perspectiva, que las estructuras de menisco personalizadas, desde la RM inicial hasta la impresión en 3-D, se podrían tener listas en cuestión de días”.

Según los investigadores, este tratamiento podría proporcionar por primera vez una reparación efectiva y duradera de los meniscos dañados, trastorno que afecta a millones de personas cada año y que puede conducir a una debilitante osteoartritis.

Enlaces relacionados:

Columbia University
Hospital for Special Surgery
Cornell University