Los investigadores han creado nanopartículas minerales bidimensionales para brindar un tratamiento en el cuerpo para la regeneración del cartílago.
Osteoartritis is a degenerative disease which affects 630 million people worldwide which is almost 15 percent of the entire population on the avión. In osteoarthritis, cartilage in our bone starts breaking down and this can damage the underlying bone causing pain and stiffness, especially in knee, hip and thumb joints. The incidence of this condition increases as we age. Treatments for osteoarthritis include medications, physiotherapy, occupational therapy targeted mainly to relieve pain symptoms. To treat this condition entirely, damaged joint tissues need to be repaired. This repair is complicated and challenging as cartilage tissue in the bone is difficult to regenerate. As the world’s population is ageing, new effective treatments for osteoarthritis are immediately needed.
Proteína de factores de crecimiento
Un posible tratamiento de la osteoartritis implica el diseño y la administración de proteínas terapéuticas, es decir, proteínas diseñadas en laboratorio para uso terapéutico. La terapéutica con proteínas ha tenido un gran impacto en muchas enfermedades en las últimas décadas. Una de esas clases de proteínas se denomina factores de crecimiento, que son proteínas secretadas solubles. Nuestro cuerpo es capaz de autocurarse y este proceso puede mejorarse mediante la aplicación artificial de factores de crecimiento para mejorar los procesos implicados en la autocuración. Sin embargo, la mayoría de los factores de crecimiento conocidos se descomponen rápidamente y, por lo tanto, se necesitan dosis muy altas para lograr un efecto terapéutico. Los estudios han demostrado efectos adversos de altas dosis como inflamación y formación incontrolada de tejido. La aplicación de factores de crecimiento también es muy limitada debido principalmente a la falta de sistemas de suministro eficientes o portadores de biomateriales. Los factores de crecimiento junto con los sistemas eficientes de suministro de biomateriales son fundamentales en la medicina regenerativa que implica la reparación y regeneración de tejidos.
Un nuevo tratamiento para la osteoartritis basado en nanosilicatos
Investigadores de la Universidad Texas A&M (EE. UU.) se propusieron desarrollar un tratamiento novedoso para la regeneración del cartílago mediante el diseño de nanopartículas minerales bidimensionales (2D) que podrían usarse para administrar factores de crecimiento. Estas nanopartículas (o nanosilicatos) poseen dos características clave (alta superficie y carga dual) que permiten una unión más fácil de los factores de crecimiento. Los nanosilicatos muestran una mayor eficacia de unión a los factores de crecimiento sin afectar la conformación tridimensional de la proteína ni su función biológica. Permiten una entrega sostenida más prolongada (más de 3 días) de factores de crecimiento a células madre mesenquimales humanas que luego se utilizan en la regeneración del cartílago al inducir una mayor diferenciación de las células madre hacia el cartílago. La diferenciación mejorada confirma una alta actividad de la proteína liberada y también a una concentración 30 veces menor en comparación con las terapias actuales que utilizan dosis mucho más altas.
Este estudio publicado en Materiales e interfaces aplicados ACS muestra un sistema de nanoingeniería, una plataforma basada en nanoarcillas en la que los nanosilicatos se pueden usar como vehículo de administración para permitir la administración sostenida de proteínas terapéuticas para el tratamiento de la osteoartritis. Un sistema de administración basado en biomateriales de este tipo podría garantizar un tratamiento eficaz de la osteoartritis al reducir los costos generales y minimizar los efectos secundarios negativos. Esta novedosa plataforma de administración puede impulsar las estrategias actuales de regeneración ortopédica y tener un impacto en la medicina regenerativa.
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{Puede leer el trabajo de investigación original haciendo clic en el enlace DOI que figura a continuación en la lista de fuentes citadas}
Fuentes)
Cross LM et al 2019. Entrega sostenida y prolongada de terapias proteicas a partir de nanosilicatos bidimensionales. Materiales e interfaces aplicados ACS. 11. https://doi.org/10.1021/acsami.8b17733
