El grupo NanoBioCel de la Universidad del País Vasco ha desarrollado un sistema de estructuras o andamios compatibles y biodegradables a partir de un derivado del colágeno que, además de proporcionar soporte físico, ofrece la oportunidad de liberar factores de crecimiento para ayudar a regenerar los defectos del hueso, como lo haría el propio cuerpo.

 

El grupo NanobioCel de la Facultad de Farmacia de la Universidad del País Vasco (UPV/EHU) ha desarrollado una estructura o andamio compatible con el organismo y biodegradable que permite sustituir temporalmente la matriz del hueso y ayudar a la regeneración del tejido óseo en los casos de defectos óseos, como serían quemaduras, traumatismos o extracciones tumorales.

El material escogido por los investigadores para desarrollar este sistema fue “un derivado del colágeno, una gelatina que se produce al procesar el colágeno, ya que se ha visto que es menos citotóxico que el propio colágeno, pero mantiene las mismas propiedades que buscábamos”, señala Pello Sánchez, miembro del grupo NanoBioCel. Es más, para reducir el riesgo de rechazo en la cohesión de las proteínas del andamio de gelatina usaron la genipina, una molécula que se encuentra en el fruto de la gardenia, “ya que presenta una toxicidad menor para las células”.

Los investigadores también buscaron un material capaz de retener y liberar factores de crecimiento necesarios para cada momento, ya que estos factores son los responsables de indicar a las células lo que deben hacer y mejorar así el proceso de regeneración.

“Trabajamos con dos factores de crecimiento muy importantes en la regeneración ósea. Queríamos que hubiera una liberación de uno de ellos en los primeros dos días tras el traumatismo y el otro tuviera una liberación más sostenida”, señalan los investigadores. De esta manera el andamio tendría unos perfiles de liberación adecuados, imitando lo que sucede en el organismo.

Los resultados de las pruebas para conocer las propiedades de la estructura de gelatina, así como su biocompatibilidad y su posible citotoxicidad fueron satisfactorios en casi todos los aspectos. “En uno de los ensayos, las células respondieron mejor de lo esperado. Hicimos crecer una alfombra de células en un soporte convencional y pusimos encima de éstas el andamio para ver si el contacto ocasionaba toxicidad o muerte celular. Al levantar el andamio vimos que se creó un hueco en toda la superficie que había estado en contacto con él. En un principio pensamos que podía haber habido muerte celular, pero después nos dimos cuenta de que lo que había pasado era que las células habían migrado al andamio, que preferían la gelatina al plástico donde habían crecido”, relata Pello Sánchez.

Los perfiles de liberación de los factores de crecimiento respondieron como se esperaba. “El factor de crecimiento que debía liberarse los primeros días lo hizo, efectivamente, durante las primeras 24 horas. Se trata de la Sonic Hedgehog (SHH), una proteína que se expresa en momentos muy concretos, en lugares muy concretos y en cantidades muy pequeñas. En los casos de fracturas de hueso, se expresa los dos primeros días solamente y su función es activar diversos genes de las células adyacentes, que fomentan la generación ósea”.

El segundo factor de crecimiento, el VEGF, por Vascular Endothelial Growth Factor, también se liberó de acuerdo a la forma en que lo hace el cuerpo: “En este caso, es una proteína que está implicada en la angiogénesis, es decir, la producción de vasos sanguíneos, y también atrae a las células para ayudar en la producción de tejido óseo”.

Este estudio podría indicar el camino a seguir para mejorar las diferentes estrategias terapéuticas dentro de la medicina de regeneración, un campo en constante desarrollo. El siguiente paso sería “intentar introducir otros elementos como el calcio u otros factores de crecimiento que mejoren la regeneración”, concluye el investigador.