Prof. Purmessur, Shirley Nina Tang y Prof. Higuita-Castro en su laboratorio combinado. Crédito: Facultad de Ingeniería de la Universidad Estatal de Ohio.

El dolor lumbar es uno de los más comunes entre los adultos, y aunque muchos lo experimentan solo por un corto tiempo, en algunos el dolor se mantiene constante y resulta debilitante, dificultando sus actividades diarias.

Dicho esto, es de esperar que el dolor lumbar crónico afecte negativamente la calidad de vida de los pacientes. No solo por impedirles moverse con libertad, sino también porque padecerlo implica una carga económica considerable que, en contraste con los días de trabajo perdido, pueden generar preocupación.

La carga socioeconómica se debe principalmente a la necesidad de adquirir medicamentos recetados, principalmente para calmar el dolor, entre los cuales figuran los polémicos opioides. Los especialistas han destacado esta afección como un factor contribuyente en la crisis de opioides de la actualidad.

Devina Purmessur, directora del Spinal Therapeutics Lab y miembro de la facultad del Spine Research Institute, considera que la mayoría de los tratamientos quirúrgicos y no quirúrgicos actuales para esta afección se limitan a aliviar el dolor de los pacientes, en lugar de encontrar la causa subyacente del mismo.

“El problema de centrarse solo en el dolor es que no soluciona la enfermedad. Solo estás tratando los síntomas”, explicó.

La verdadera causa del dolor lumbar

Es por ello que Purmessur y otra profesora de ingeniería biomédica, Natalia Higuita-Castro, que forman parte de un equipo interdisciplinario en la Universidad Estatal de Ohio, decidieron investigar una de las causas del dolor lumbar: la degeneración del disco intervertebral (IVD).

Partiendo de allí, la terapia óptima no solo debería aliviar el dolor, sino que también implicaría una restauración estructural que impida que la condición se repita en los pacientes.

Purmessur había planteado la posibilidad de que se pudiera revertir el fenotipo de las células IVD enfermas y en deterioro de vuelta a sus condiciones de salud originales de modo que puedan cumplir con sus funciones. Pero se animó por fin a confirmar su duda a raíz de que un equipo de de ingeniería biomédica del estado de Ohio anunció un avance llamado nanotransfección de tejidos  (TNT), por medio del cual se pueden convertir las células de la piel en vasos sanguíneos y células nerviosas.

“Si pueden tomar una célula y diferenciarla en un tipo celular completamente diferente, ¿podemos tomar una célula enferma y revertirla a su estado saludable a través de la ingeniería de tejidos?”.

Entonces ella y su equipo plantearon un enfoque multidisciplinario para reprogramar las células IVD enfermas por medio del suministro no viral de proteínas del desarrollo, en específico, de los factores de transcripción. Higuita-Castro ha explicado algunos detalles en torno a su método:

“Nuestro sistema de entrega es único. Estamos utilizando vesículas extracelulares que hemos diseñado como nanoportadores para llevar un cóctel de factores de reprogramación directamente a las células enfermas”.

El modelo surge de que las vesículas extracelulares contienen una variedad de biomoléculas entre las cuales se incluyen ADN, ARN, proteínas y metabolitos, todos ellos importantes para la comunicación de célula a célula.

Se estudiarán los efectos del suministro no viral de factores de transcripción

Este concepto de reprogramación fue probado en laboratorio y los hallazgos se publicarion en la edición de julio de 2019 en la revista Journal of Orthopaedic Research. Ahora con el financiamiento de los NIH, el equipo se enfocará en cuantificar los efectos del suministro no viral de factores de transcripción para la producción de proteínas saludables que puedan sanar la enfermedad.

Para ello, el equipo experimentará con vesículas de laboratorio controlados con células derivadas de pacientes humanos. Posteriormente, se estudiarán modelos de dolor de espalda de roedores que evalúen la función función espinal, así como la respuesta al dolor en dichos animales.

Procedimientos mínimamente invasivos

Ahora bien, conviene acotar que el disco intervertebral no tiene suministro de sangre. De modo que las técnicas tradicionales de medicina regenerativa basadas en células como la inyección de células madres no parecen compatibles para la columna vertebral.

Pero Purmessur estaba al tanto de ello, y aclaró que su método no implica introducir ningún otro tipo de célula en el cuerpo o eliminar células para tratarlas y reintroducirlas más tarde, como los tradicionales. En su lugar, plantea procedimientos mínimamente invasivos que ayuden a las células a producir proteínas sanas para la reconstrucción de la matriz extracelular:

“Ya sea durante una cirugía de espalda o mediante técnicas mínimamente invasivas, los factores pueden administrarse a las células donde están, dándoles un impulso inicial para ayudar a las células a producir proteínas saludables y reconstruir su matriz extracelular”.

Este método muestra potencial para revolucionar la cirugía de columna. Se trata de una alternativa mínimamente invasiva y no adictiva (en comparación con el consumo de opioides). Además, las vesículas extracelulares son de origen natural, lo que minimiza la respuesta inflamatoria del sistema inmune.

Referencia:

Nonviral Transfection With Brachyury Reprograms Human Intervertebral Disc Cells to a Pro‐Anabolic Anti‐Catabolic/Inflammatory Phenotype: A Proof of Concept Study. DOI: 10.1002/jor.24408