Hoy día las articulaciones de reemplazo de titanio logran funcionar muy bien durante 10 a 15 años, aunque su sustitución una vez agotada su vida útil es un reto tanto para el paciente como para el cirujano. Un equipo de investigadores de la Universidad de Columbia propone una forma de resolver ese problema: la implantación de un andamio que alienta a las propias células madre del paciente a que vuelvan a crear la articulación.

En una investigación publicada esta semana en The Lancet, los investigadores demuestran que la tecnología—un andamio en forma de articulación al que se le añade una proteína del factor del crecimiento—funciona en conejos. Aproximadamente un mes después del implante, los animales comenzaron a utilizar de nuevo sus extremidades delanteras dañadas, y en dos meses los animales se movieron casi tan bien como los conejos sanos de su misma edad. El estudio es el primero en mostrar que una articulación completa puede ser reparada al mismo tiempo que se utiliza.

"Usaron el potencial como biorreactor del cuerpo, en lugar de realizar todo en una placa de Petri", afirma Patrick H. Warnke, profesor de cirugía en la Universidad de Bond. Warnke escribió un comentario sobre el estudio de Columbia para la revista The Lancet. Mientras que la conexión entre el hueso y el titanio en los implantes existentes se desgasta con el tiempo, se espera que con este enfoque alternativo el nuevo hueso formado por las células madre cree una conexión más natural y duradera, y que el andamio en sí se desintegre con el tiempo .

El procedimiento, que hasta ahora sólo ha sido probado en conejos, aún tiene un largo camino por recorrer antes de que pueda ser utilizado en personas, según señala el autor principal, Jeremy J. Mao, así como media docena de científicos no involucrados en la investigación. Todavía no está claro cómo de bien funcionaría el método en articulaciones de tamaño humano, o en animales, como los humanos, que ejerzan más presión sobre sus articulaciones.

En el estudio, los investigadores en primer lugar tomaron imágenes de la articulación dañada de la extremidad anterior, y después crearon una imagen tridimensional de la misma, explica Mao, profesor de ingeniería biomédica en el Centro Médico de la Universidad de Columbia. Utilizaron una bioimpresora para "imprimir" una copia de la articulación precisa y tridimensional, aunque la entrecruzaron con pequeños microcanales interconectados que pudieran hacer las labores de andamio para el crecimiento de nuevo hueso y cartílago. La implantación quirúrgica fue la misma utilizada para insertar implantes de titanio en personas, afirma Mao.

Gracias a la adición de la proteína del factor del crecimiento, las propias células madre del conejo emigraron de forma natural al andamio y regeneraron tanto el cartílago como el hueso debajo de él.

El éxito es algo sorprendente. "No se me habría ocurrido que con una articulación que soporte un peso normal pudiéramos reemplazar el cartílago de reciente formación mientras la articulación está siendo cargada", señala Howard Seeherman, director científico de reparación de tejidos en Pfizer. Seeherman confiesa haber creído que el cartílago simplemente se desprendería al colocarse peso sobre la articulación.

La investigación refleja una nueva tendencia en la ingeniería de tejidos. "La gente está empezando a pensar que si simplemente construimos microambientes dentro del cuerpo, las células innatas pueden ser capaces de tomar este microambiente y crear el tejido", afirma Ali Khademhosseini, experto en ingeniería de tejidos y profesor asistente en la Escuela Médica de Harvard y el Brigham and Women's Hospital. El enfoque tiene varias ventajas, señala. Es imposible recrear en una placa la matriz de sustancias químicas de señalización que el cuerpo utiliza para hacer que los diversos tipos de células se conviertan en tejidos diferentes, y es mucho más fácil obtener la aprobación de las agencias reguladoras para implantar un andamio que un tejido entero.

Mao dijo que a continuación quiere probar el procedimiento en cabras, que son un mejor modelo para la osteoartritis humana que los conejos. Las cabras siempre ponen más cantidad de su peso corporal en sus extremidades. Aunque los conejos ponen peso sobre sus extremidades delanteras, los seres humanos ponen mucho más en las rodillas y las caderas, y no está claro todavía si el procedimiento podría sobrevivir tal presión.

Los conejos, y en particular los jóvenes, también son conocidos por su capacidad regenerativa. Mao afirma que los 23 conejos utilizados en el estudio habían alcanzado la madurez esquelética, y en los tres conejos de control—con lesiones aunque sin reparaciones quirúrgicas—no se regeneraron las articulaciones. Los conejos que recibieron el andamio pero no el factor del crecimiento experimentaron algún tipo de nuevo crecimiento, aunque no tanto como los que tuvieron el factor del crecimiento.