Los investigadores han creado nanopartículas minerales bidimensionales para brindar un tratamiento en el cuerpo para la regeneración del cartílago.
Osteoartritis es una enfermedad degenerativa que afecta a 630 millones de personas en todo el mundo, lo que representa casi el 15 por ciento de la población total del planeta. En la osteoartritis, el cartílago de nuestro hueso comienza a romperse y esto puede dañar el hueso subyacente causando dolor y rigidez, especialmente en las articulaciones de la rodilla, la cadera y el pulgar. La incidencia de esta afección aumenta a medida que envejecemos. Los tratamientos para la osteoartritis incluyen medicamentos, fisioterapia, terapia ocupacional dirigida principalmente a aliviar los síntomas del dolor. Para tratar esta afección por completo, es necesario reparar los tejidos articulares dañados. Esta reparación es complicada y desafiante ya que el tejido cartilaginoso del hueso es difícil de regenerar. A medida que la población mundial envejece, se necesitan de inmediato nuevos tratamientos eficaces para la osteoartritis.
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.
***
{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
