Los investigadores han creado nanopartículas minerales bidimensionales para brindar un tratamiento en el cuerpo para la regeneración del cartílago.
La osteoartritis es una enfermedad degenerativa que afecta a 630 millones de personas en todo el mundo, lo que representa casi el 15 % de la población mundial . En la osteoartritis, el cartílago de los huesos comienza a deteriorarse, lo que puede dañar el hueso subyacente y causar dolor y rigidez, especialmente en las articulaciones de la rodilla, la cadera y el pulgar. La incidencia de esta afección aumenta con la edad. Los tratamientos para la osteoartritis incluyen medicamentos, fisioterapia y terapia ocupacional, dirigidos principalmente a aliviar el dolor. Para curar completamente esta afección, es necesario reparar los tejidos articulares dañados. Esta reparación es compleja y difícil, ya que el cartílago óseo es difícil de regenerar. Dado el envejecimiento de la población mundial, se necesitan urgentemente nuevos tratamientos eficaces para la osteoartritis.
Proteína de factores de crecimiento
Un posible tratamiento para la osteoartritis implica el diseño y la administración de terapias proteicas , es decir, proteínas diseñadas en laboratorio para uso terapéutico. Las terapias proteicas han tenido un gran impacto en muchas enfermedades en las últimas décadas. Una clase de estas proteínas son los factores de crecimiento, que son proteínas solubles secretadas . Nuestro cuerpo es capaz de autocurarse, y este proceso puede potenciarse mediante la aplicación artificial de factores de crecimiento para mejorar los procesos involucrados en la autocuración. Sin embargo, la mayoría de los factores de crecimiento conocidos se degradan rápidamente, por lo que se necesitan dosis muy altas para lograr un efecto terapéutico. Los estudios han demostrado efectos adversos de las dosis altas, como inflamación y formación descontrolada de tejido. La aplicación de factores de crecimiento también es muy limitada, principalmente debido a la falta de sistemas de administración eficientes o portadores de biomateriales. Los factores de crecimiento, junto con sistemas de administración de biomateriales eficientes, 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 de Texas A&M, EE. UU., se propusieron desarrollar un tratamiento innovador para la regeneración del cartílago mediante el diseño de nanopartículas minerales bidimensionales (2D) que pudieran utilizarse para administrar factores de crecimiento. Estas nanopartículas (o nanosilicatos) poseen dos características clave: una gran superficie y doble carga, que facilitan la unión 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 liberación sostenida prolongada (más de 30 días) de factores de crecimiento a células madre mesenquimales humanas, que posteriormente se utilizan en la regeneración del cartílago al inducir una mayor diferenciación de las células madre hacia el cartílago. Esta mayor diferenciación confirma la alta actividad de la proteína liberada , incluso a una concentración 10 veces menor en comparación con las terapias actuales, que utilizan dosis mucho más elevadas.
Este estudio, publicado en ACS Applied Materials & Interfaces, presenta un sistema nanoingenierizado —una plataforma basada en nanoarcilla— en el que los nanosilicatos pueden utilizarse como vehículo de administración para permitir la liberación sostenida de terapias proteicas para el tratamiento de la osteoartritis. Este sistema de administración basado en biomateriales 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 significativo en la medicina regenerativa.
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Fuentes)
Cross LM et al. 2019. Liberación sostenida y prolongada de proteínas terapéuticas a partir de nanosilicatos bidimensionales. ACS Applied Materials & Interfaces. 11. https://doi.org/10.1021/acsami.8b17733
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