Nanoestimuladores para potenciar la reparación de músculos por células madre

La isquemia muscular, o el daño a los músculos por la limitación del suministro de oxígeno o de sangre, puede ser el resultado de múltiples causas, como una lesión en una extremidad o una enfermedad arterial periférica. Se sabe que las células madre derivadas del tejido adiposo del propio paciente producen factores que impulsan el crecimiento de nuevos vasos sanguíneos en el músculo dañado, restaurando el oxígeno y los nutrientes, y haciendo que se module debidamente la inflamación en los tejidos dañados. Sin embargo, los experimentos in vivo han mostrado beneficios limitados, ya que la actividad de las células madre parece disminuir después de ser inyectadas en el músculo.

Una sustancia producida de manera natural en el cuerpo, llamada factor de necrosis tumoral alfa, puede estimular a las células madre a que produzcan un aumento de los factores deseados. En otros estudios se ha intentado incubar las células con factor de necrosis tumoral alfa antes de la inyección, pero los efectos se desvanecen rápidamente.

El equipo de Hyunjoon Kong, de la Universidad de Illinois en Urbana-Champaign, Estados Unidos, ha demostrado ahora que los “nanoestimuladores” (nanopartículas con una molécula que el cuerpo produce de modo natural para estimular a las células madre a curar heridas) pueden ampliar los poderes regenerativos de las células madre en extremidades de ratones.

Los nanoestimuladores se unen a la superficie de las células madre, entregando sustancias que estimulan a las células a liberar factores que promueven el crecimiento de los vasos sanguíneos y posibilitan una modulación correcta de la inflamación en el músculo dañado. (Imagen: Janet Sinn-Hanlon, Veterinary Medicine, University of Illinois Urbana-Champaign)

“Queríamos utilizar las funciones naturales de las células madre y los factores de estimulación para tratar la isquemia muscular localmente”, explica Kong.

Específicamente, el equipo decidió intentar conectar el factor de necrosis tumoral alfa directamente a las células madre, creando nanoestimuladores (nanopartículas cargadas con factor de necrosis tumoral alfa). Las nanopartículas se unen a un receptor en la superficie de las células madre, proporcionando una entrega localizada, controlable y prolongada de factor de necrosis tumoral alfa.

Los investigadores probaron su método en ratones con isquemia en una de sus patas traseras. Aislaron las células madre del tejido graso, las mezclaron con los nanoestimuladores y las inyectaron localmente en la pierna afectada de cada ratón.

Kong y sus colaboradores vieron un aumento del flujo sanguíneo y de los niveles de oxígeno en las patas con isquemia. También fueron testigos de mejoras en la movilidad: los ratones tratados podían caminar distancias más largas y sus patas afectadas eran más fuertes.

El equipo de Kong advierte que es necesario seguir trabajando en esta línea de investigación y desarrollo para optimizar las condiciones en las que recolectar y preparar las células madre, y para estudiar los efectos a largo plazo, antes de poder determinar si esta técnica servirá para pacientes humanos. (Fuente: NCYT Amazings)

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