Usando ondas de sonido de alta frecuencia dirigidas a las células madre humanas, los investigadores han podido cultivar células óseas en un procedimiento que algún día podría ayudar a los pacientes a regenerar el tejido óseo. El nuevo método utiliza la capacidad innata del cuerpo para curarse a sí mismo para hacer crecer las células óseas rápidamente, eludiendo el problema existente de los procedimientos dolorosos y el bajo volumen que tienen los métodos actuales.
"Las ondas de sonido redujeron el tiempo de tratamiento que generalmente se requiere para que las células madre comiencen a convertirse en células óseas en varios días", dijo la coautora principal, la Dra. Amy Gelmi, vicerrectora de investigación del Instituto Real de Tecnología de Melbourne (RMIT), en un comunicado.
"Este método tampoco requiere ningún fármaco 'inductor óseo' especial y es muy fácil de aplicar a las células madre".
Su método se describió en un estudio publicado en la revista Small.
Un campo emergente de la biología llamado ingeniería de tejidos está interesado en la regeneración, restauración o mejora de tejidos biológicos, y los investigadores de RMIT se centran especialmente en la regeneración de tejido óseo para pacientes que lo perdieron por cáncer o enfermedades degenerativas. Sin embargo, la investigación sobre la restauración del tejido óseo ha tenido dificultades para convertir de manera eficiente las grandes cantidades de células madre necesarias en células óseas. Otros estudios han utilizado células madre de la médula ósea, pero su extracción es extremadamente dolorosa.
Un método alternativo es el uso de ondas sonoras para provocar que las células madre se diferencien en diferentes destinos celulares, aunque anteriormente esto se ha limitado a bajas frecuencias aplicadas durante un largo período de tiempo.
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| Una ilustración gráfica del innovador tratamiento con células madre. El microchip de la izquierda genera ondas de sonido de alta frecuencia (verde) para manipular con precisión las células madre, que se colocan en aceite de silicona en una placa de cultivo con fondo de vidrio. |
Impertérritos por el uso no convencional de frecuencias del orden de MHz en comparación con KHz, los investigadores desarrollaron un dispositivo pequeño y escalable que puede administrar tratamientos rápidos de ráfagas de alta frecuencia a las células madre. Cuando se probaron en células madre adultas, los investigadores pudieron desencadenar con precisión la diferenciación de células madre en células óseas en solo cinco tratamientos de 10 minutos cada día.
“Nuestro estudio encontró que este nuevo enfoque tiene un gran potencial para ser utilizado para tratar las células madre, antes de que las cubramos en un implante o las inyectemos directamente en el cuerpo para la ingeniería de tejidos”, continuó Gelmi.
El dispositivo también es escalable y económico, lo que permite el desarrollo de un dispositivo mucho más grande que podría diseñar grandes cantidades de células madre. Utiliza células madre derivadas de la grasa como alternativa a las células de la médula ósea, que son significativamente más fáciles y menos dolorosas de extraer.
“Podemos usar las ondas de sonido para aplicar la cantidad justa de presión en los lugares correctos a las células madre, para desencadenar el proceso de cambio”, dijo la distinguida profesora Leslie Yeo, coautora principal del artículo.
“Nuestro dispositivo es económico y fácil de usar, por lo que podría ampliarse fácilmente para tratar un gran número de células simultáneamente, algo vital para una ingeniería de tejidos eficaz”.
Los investigadores creen que al usar este tipo de tratamiento, es posible que la atención médica futura permita la regeneración del tejido óseo perdido en pacientes con cáncer. Con la esperanza de ampliar enormemente el proceso, el equipo ahora busca desarrollar un biorreactor que pueda impulsar de manera eficiente la diferenciación de células madre en grandes cantidades.
Fuente: https://www.iflscience.com/health-and-medicine/sound-waves-used-to-regrow-bone-tissue-in-engineering-breakthrough/