Ingenieros de la Universidad Tecnológica de Eindhoven desarrollaron mini huesos humanos que podrían usarse para probar medicamentos para tratamientos de trastornos óseos. En la actualidad, se recurre a animales para probar esos medicamentos. Pero, a veces los tratamientos resultantes no funcionan en humanos. Lo que deja abierta la posibilidad de que esta nueva ingeniería de tejidos gane terreno en las pruebas de medicamentos.

Los huesos son importantes para los seres humanos pues dan apoyo, pero también protegen a los órganos internos y ayudan a la absorbsión y descomposición de minerales. A pesar de lo que se piensa, los huesos no son rígidos ni estáticos, sino que están en constante cambio. En particular, las células óseas que impulsan esos cambios: los osteoclastos y los osteoblastos. Los osteoclastos se descomponen y reabsorben el hueso, mientras que los osteoblastos forman una cantidad igual de hueso nuevo. Ambas células contribuyen a la capacidad de nuestros huesos para remodelarse o regenerarse.

Vía iStock.

Por lo general, los huesos humanos se pueden recuperar de pequeñas fracturas. Este es un trabajo sencillo para esas células. Sin embargo, si las fracturas son demasiado grandes o la regeneración no está equilibrada, los huesos requieren de tratamiento para recuperarse. Por ejemplo, este sería el caso de la osteoporosis, en la cual la actividad de los osteoclastos y los osteoblastos está desequilibrada.

Los medicamentos para tratar los huesos se prueban en animales. Pero, solo 1 de 10 tratamientos que se prueban en animales son efectivos en humanos. Esto probablemente se deba a que no hay coincidencias genéticas entre los animales de prueba y los humanos.

Por lo tanto, la ingeniería de tejidos se perfila como la mejor alternativa para probar tratamientos para el tejido óseo. De este modo surge el idea de desarrollar mini huesos humanos en el laboratorio, para dejar de lado el uso de animales de prueba y también para evitar usar personas para probar los nuevos tratamientos.

¿Cómo crearon estos «mini huesos» humanos?

Para hacer crecer los mini huesos humanos, los ingenieros necesitaron de cuatro elementos esenciales. Por un lado, requerían de células madre que pueden convertirse en osteoblastos u osteoclastos si se les da las señales correctas.

Por otra parte, el equipo necesitó de una estructura en la que las células óseas pudieran fusionarse en el «mini-hueso». Entonces, recurrieron a gusanos de seda por tres razones: poseen propiedades mecánicas, son biocompatibles y permiten que las células madres crezcan en tres dimensiones.

Créditos: Servier Medical Art.

Por último, las células necesitan de un entorno en el que el hueso pueda crecer y prosperar. Para este experimento, colocaron a las células en una incubadora que mantiene la temperatura a 37 grados centígrados y controla los niveles de oxígeno, CO 2 y humedad.

Pero, para que tomen la forma de hueso humano, las células primeramente deben colocarse en un biorreactor y luego este tiene que ponerse dentro de la incubadora. En el biorreactor circula un fluido nutricional, pero, además, se desafía a las células a soportar cargas mecánicas que normalmente experimentarían los huesos en el cuerpo humano.

Mediante este estudio, los investigadores pudieron examinar cómo las células humanas remodelan el hueso fuera del cuerpo. Puede que estos hallazgos ayuden a mejorar los tratamientos para los trastornos óseos, pero también están a un paso de cambiar la manera en que actualmente se prueban los tratamientos para esos trastornos. En el futuro, los mini huesos humanos quizás reemplacen para siempre a los animales en las pruebas de medicamentos.

Referencias:

Advancing tissue engineering of in vitro human bone models: https://research.tue.nl/en/publications/advancing-tissue-engineering-of-in-vitro-human-bone-models

New ways to grow human ‘mini-bones’: https://medicalxpress.com/news/2022-11-ways-human-mini-bones.html

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