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Piel y hueso humanos, a partir de la ingeniería de tejidos

 
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Constructo cutáneo previo a su realización.
Constructo cutáneo previo a su realización.

2 de enero de 2012

• La primera puede colocarse en pacientes quemados o en personas con cicatrices hipertróficas, o una gran retracción cutánea en alguna parte del cuerpo
• El material óseo producido en laboratorio sirve a quienes presentan pérdida o nula recuperación de esa masa por fracturas u otras causas

Un equipo de académicos de la Facultad de Medicina (FM) de la UNAM cultiva piel humana y produce hueso a partir de la ingeniería de tejidos. Esta nueva rama de la disciplina busca reparar o sustituir estos últimos, u órganos dañados por diferentes causas, así como modular sus respectivas funciones.

Para alcanzar estos objetivos son necesarios tres elementos: células que puedan ser diferenciadas a otro tipo celular, como de tejido adiposo o de médula ósea; andamios elaborados con biomateriales, para colocar esas células en ellos, y citocinas o factores de crecimiento, que permiten que aquéllas crezcan y funcionen de manera adecuada en un modelo in vitro, que después será trasplantado a uno in vivo.

Si se toman células de cartílago (de aspecto más o menos redondo), y se colocan en un plato de cultivo, cambian de forma, se alargan y comienzan a producir colágena tipo 1, no tipo 2, que es el del cartílago. “Si uno las toma y las coloca en un ‘andamio’, adquieren una forma redondeada y producen colágena tipo 2, no tipo 1”, explicó Andrés Castell Rodríguez, jefe del Departamento de Biología Celular y Tisular de la FM.

El hecho que sean colocadas en una estructura tridimensional como la del andamio, les confiere una funcionalidad adecuada, característica del sitio de donde fueron tomadas, y, además, hace posible trasplantarlas a otro para repararlo, con una función semejante o igual a la del tejido u órgano afectado, reiteró.

La ingeniería de tejidos se vale de otras áreas como la histología (de la que desciende directamente), la inmunología, la bioquímica, las ciencias de los materiales y, por supuesto, la cirugía.

Los universitarios cultivan en laboratorio piel humana para colocarla, en forma de parches, en pacientes quemados o personas con cicatrices hipertróficas o queloides, o con gran retracción cutánea en alguna parte del cuerpo.

“Con esta técnica se toma una biopsia de la propia piel del paciente, lo que evita un posible rechazo; luego la cultivamos en pequeñas cajas y la expandimos. Podemos producir dos metros cuadrados en 20 días”.

Asimismo, generan constructos cutáneos (sólo de la dermis) para colocarlos en pacientes con úlceras de pie diabético o de origen vascular, que tardan meses en cerrar y, por desgracia, son muy frecuentes en México.

“En conjunto con el Hospital General Dr. Manuel Gea González, llevamos a cabo un estudio de efectividad. Proporcionamos los constructos para que los apliquen allí y sean comparados con otros productos comerciales, como los parches coloidales. Hasta ahora hemos visto que los nuestros dan mejores resultados”, dijo.

Ésta no es una piel perfecta, ni mucho menos, pues no tiene pelo, glándulas, ni mielanocitos (células que producen melanina, un pigmento de la piel, ojos y pelo, cuya principal función es bloquear los rayos ultravioleta del Sol); sin embargo, los académicos ya trabajan para mejorarla en el laboratorio. “Le añadimos pelo en los parches, pero lo que nos falta es hacer más rápido el proceso de producción”, comentó.

Producción de hueso

Castell y sus colaboradores producen también hueso para pacientes que presentan pérdida o nula recuperación de masa por fracturas u otras causas.

Desde hace algunos meses realizan un estudio en el Instituto Nacional de Rehabilitación, que consiste en transformar células de médula ósea en osteoblastos o células de hueso, a partir de un gel de plasma, que son colocados mediante un catéter en la cabeza de fémur de niños y adolescentes con presentan necrosis en esa zona.

Inyectan a estos pacientes para ver si es posible recuperar el volumen que han perdido. “El estudio concluirá en abril o mayo de 2012, y esperamos tener los resultados dentro de un año, más o menos.”

Además, a dos pacientes mujeres del ISSSTE, con fracturas de fémur no consolidadas, les colocan en las zonas afectadas células de médula ósea implantadas en hueso proveniente de cadáveres.

“Una de ellas se fracturó los dos fémures en un accidente automovilístico; ya fue operada siete veces, pero quedó inestable porque se le formó una pseudoarticulación en uno. Esperamos que el proceso le ayude a consolidar las fracturas en dos o tres meses”, indicó.

Luego de colocarlas también en las partes afectadas, con una proteína semejante a la colágena, los especialistas han observado que aquéllas adquieren una mayor capacidad de producir proteínas de hueso.

Otro de los proyectos de Castell y sus colaboradores es crear, a mediano plazo, una Unidad de Ingeniería de Tejidos en la FM, donde se produzcan distintos tejidos y órganos destinados a hospitales.

Créditos: unam.mx/boletin/004/2012

A falta de donantes, bancos de órganos sintéticos

 
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15 de agosto del 2011

Instalación del Congreso de Mecánica y Mecatrónica.
Instalación del Congreso de Mecánica y Mecatrónica.

Bogotá, D.C. – Agencia de Noticias UN – Ese sería el caso ideal para pacientes con enfermedades degenerativas como artrosis y otras en las que se requieren trasplantes de órganos. Así lo expresó el especialista Manuel Dublaré, invitado a la UN.

El estudio de la ingeniería de tejidos es relativamente nuevo. Según Doblaré, es una técnica en desarrollo salvo en algunos casos excepcionales donde se ha podido implementar con alto grado de efectividad. “Existen resultados espectaculares en la construcción de un órgano sintético completo para trasplante. Ser capaz de conseguir órganos in vitro y colocarlos en el paciente para que ejerzan su función correspondiente es verdaderamente interesante”, explicó el profesor e investigador de la Universidad de Zaragoza.

El académico agregó que siempre ha sido difícil conseguir suficientes donantes, no solo en número sino en calidad, porque también se deben solucionar problemas de rechazo inmunológico que hacen que una persona deba consumir toda la vida inmunodepresores. “La idea sería contar, de cara al futuro, con un banco de órganos sintéticos de calidad para utilizarlos cuando sea necesario.

En este momento, su grupo de investigación por un lado analiza e intenta materiales que utilizan para cultivar las células en el interior del modelo, y por el otro observa cuáles son los mejores tipos celulares y que estos cumplan con el 100% de la función que deben realizar, “es decir, que produzcan el tejido que deben producir y que se ubiquen donde debe estar”, explicó Doblaré.

Normalmente, en el procedimiento para examinar la asimilación de un órgano de este tipo en el cuerpo se incorporan las células del paciente en el interior de un elemento biorreactor, intentando simular el entorno fisiológico en que se va a desenvolver ese órgano y así determinar su buen o mal funcionamiento.

Experiencias en tejidos

El invitado manifestó que actualmente adelantan investigaciones fundamentalmente en ingeniería tisular de cartílago, para lo cual utilizan hidrogeles, un tipo de células propias del cartílago pero muy fluidas, que se pueden inyectar directamente. Lo anterior hace que sea una terapia diferente de un órgano sustitutivo, pues esta rellena el hueco o el defecto presente en esa zona de la rodilla.

La técnica, como lo menciona el investigador, no es para evitar el trasplante de rodilla, sino para aplicarla específicamente en problemas de artrosis degenerativa.

A pesar de ser una disciplina moderna, se habla de ella desde hace 23 años, argumenta el experto, al tiempo que asegura que se ha avanzado en los tipos de materiales útiles y las líneas celulares. Sin embargo, “todavía falta conseguir un complejo completo que cuando esté incorporado en el organismo sea capaz de regenerarse autónomamente, y ello no se no se ha conseguido del todo”, enfatizó.

El especialista referenció algunos casos que han tenido buen resultado, como el de una vejiga urinaria artificial, probada por un grupo médico de Winconsin en una persona mayor, o el caso de un alemán con cáncer de mandíbula, la cual había sido extirpada y por ende el paciente no podía comer. “Los especialistas tomaron un esqueleto de titanio y lo recubrieron con cerámica colocándolo en su espalda (simulando un poco el entorno fisiológico donde se desenvolvería posteriormente), y pudo ser posible la creación de una mandíbula que regeneró el tejido óseo”.

Manuel Doblaré Castellano, docente investigador de la Universidad de Zaragoza (España) desde hace 27 años, fue invitado al Congreso Internacional de Ingeniería Mecánica y Mecatrónica, espacio en el que expuso su trabajo e investigación en el tema de la biomecánica y mecanobiología computacional como una herramienta útil en la ingeniería de tejidos.

Créditos: agenciadenoticias.unal.edu.co