Los bebés y los ratones recién nacidos pueden curar de forma natural los daños en los huesos que forman la parte superior del cráneo, pero esta capacidad se pierde en los adultos. Sin embargo, ¿es posible recuperarla?
Ahora, en un nuevo estudio publicado en 'Proceedings of the National Academy of Sciences', investigadores de la Universidad de Pittsburgh, en Estados Unidos, han desarrollado un novedoso método que fomenta la regeneración ósea en ratones sin implantar tejido óseo ni biomateriales.
La técnica utiliza un dispositivo similar a un alambre de ortodoncia empleado para realinear los dientes para estirar cuidadosamente el cráneo a lo largo de sus suturas, activando las células madre esqueléticas que residen en estas costuras ondulantes. En ratones adultos, la técnica reparó daños en el cráneo que de otro modo no se habrían curado por sí solos.
"Nuestro método se inspira en los bebés porque tienen una capacidad asombrosa para regenerar defectos óseos en los huesos calvariales que forman la parte superior del cráneo", explica el autor principal, Giuseppe Intini, profesor asociado de periodoncia y odontología preventiva en la Facultad de Odontología de Pitt, miembro del Instituto McGowan de Medicina Regenerativa e investigador del Centro Oncológico Hillman del UPMC.
"Aprovechando la propia capacidad curativa del organismo con autoterapias, podemos estimular al hueso para que se cure a sí mismo. Esperamos aprovechar esta investigación en el futuro para desarrollar terapias novedosas para las personas", ha adelantado el investigador.
Los traumatismos, los defectos congénitos y la cirugía para tratar el cáncer u otras enfermedades son causas frecuentes de daños en el cráneo. A partir de los dos años de edad, estas lesiones no se curan por sí solas.
"En los bebés, los huesos calvariales no están completamente fusionados, por lo que las suturas donde residen las células madre siguen abiertas", explica Intini. "Nos preguntamos si las suturas no fusionadas tenían algo que ver con la capacidad regenerativa ósea observada en los bebés y nos planteamos la hipótesis de que podríamos revertirla en los adultos abriendo mecánicamente las suturas para activar el nicho de células madre y aumentar su número", ha detallado.
En ratones --que tienen un desarrollo craneal muy similar al de los humanos--, los investigadores utilizaron un dispositivo denominado de distracción ósea para aplicar cuidadosamente una fuerza de tracción controlada a los huesos calvariales, lo suficientemente fuerte como para ensanchar ligeramente las suturas pero no lo suficiente como para provocar una fractura.
Mediante secuenciación unicelular de ARN y microscopía de imagen en vivo, descubrieron que el número de células madre en las suturas ensanchadas de estos animales se cuadruplicaba. Como resultado, los ratones tratados con el dispositivo regeneraron hueso para curar un gran defecto en el cráneo.
"Si se consigue activar eficazmente el nicho de células madre, se puede aumentar su número y mantener la regeneración de los defectos óseos", afirma Intini. "Sorprendentemente, demostramos que el defecto puede cicatrizar aunque esté alejado de la sutura", ha afirmado.
Aunque el método fue eficaz en la curación de ratones esqueléticamente maduros de 2 meses, la edad que equivale aproximadamente a la edad adulta joven en humanos, no funcionó en roedores de 10 meses, o de mediana edad.
"En los ratones de más edad, la cantidad de células madre en las suturas calvariales es muy baja, por lo que ampliar este nicho no es tan eficaz para potenciar la capacidad de cicatrización", ha explicado Intini. "Superar este reto es uno de los focos de las próximas investigaciones", ha añadido.
Los tratamientos actuales para los daños en el cráneo suelen consistir en injertos óseos o en la implantación de biomateriales que actúan como andamios para la regeneración ósea, pero estos enfoques no siempre son eficaces y conllevan riesgos, tal y como ha advertido Intini.
TERAPIAS NOVEDOSAS
Los investigadores están estudiando cómo utilizar sus hallazgos en terapias novedosas para las personas, no solo para curar lesiones craneales, sino también fracturas de huesos largos como el fémur.
Los dispositivos de distracción ósea ya se emplean para tratar ciertas afecciones, como la craneosinostosis, un defecto congénito en el que los huesos calvarios se fusionan demasiado pronto, por lo que ampliar esta técnica para favorecer la regeneración ósea podría ser uno de los futuros objetivos de los ensayos clínicos. Intini y su equipo también están investigando métodos no mecánicos para activar las células madre esqueléticas, como los medicamentos.
