Dolor de espalda: implantes de disco generados a partir de nuestras propias células para reemplazar los discos

El dolor crónico de espalda y cuello a menudo resulta del daño progresivo a los discos que separan las vértebras de la columna vertebral (discos intervertebrales). Los discos desarrollados en bioingeniería y de nuestras propias células podrían remediar esto. Estas ya no son prótesis sino verdaderas estructuras de reemplazo.

Un nuevo estudio, publicado en Medicina Medicina Traslacional, describe la fabricación de un nuevo disco intervertebral bioingeniería para reemplazar un disco intervertebral dañado. Este nuevo disco no será rechazado porque está hecho en el laboratorio gracias a las propias células de pacientes que sufren de dolor de cuello y espalda. El estudio, realizado por un equipo de investigadores estadounidenses, se realizó en ratas, luego en cabras.

Los discos intervertebrales sanos sirven tanto de articulación como de amortiguadores entre las vértebras. Funcionan absorbiendo el estrés de la columna cuando nos movemos y ajustando nuestra postura de la misma manera que la suspensión de un automóvil. El desgaste del disco puede causar dolor en diferentes áreas de la espalda o el cuello.

"Un gran paso"

Los investigadores querían combinar células madre de pacientes o animales con conjuntos de biomateriales en el laboratorio para crear una estructura compuesta que se implante en la columna vertebral para que sirva como disco de reemplazo. Las células madre tienen el potencial de "transformarse" en células especializadas, de ahí su uso masivo en muchas investigaciones médicas.

Durante los últimos 15 años, el equipo de investigadores ha desarrollado un disco de reemplazo para la ingeniería de tejidos, desde experimentos científicos in vitro básicos hasta trasplantes reales en animales pequeños y luego a animales más grandes: en perspectiva, las pruebas sobre el hombre.

"Este es un paso importante: construir un disco de este tamaño en un laboratorio, insertarlo y luego integrarlo con el tejido circundante, lo cual es muy prometedor", dice el coautor Robert L. Mauck. del estudio "Esperamos, con este equipo, reemplazar el disco de una manera biológica y funcional y recuperar el rango completo de movimiento", agregó.

De exito a exito

Inicialmente, los investigadores probaron los nuevos discos, llamados "estructuras de capa angular en forma de disco" o "DAPS", en colas de ratas durante 5 semanas. , el equipo mejoró aún más los discos de reemplazo al modificarlos, un nuevo disco llamado eDAPS, para imitar la estructura del segmento vertebral nativo. Probaron este nuevo modelo en la rata nuevamente, pero esta vez hasta 20 semanas. En varias pruebas, los investigadores encontraron que en el caso de la rata, eDAPS efectivamente restauró la estructura y función del disco original.

En base a estos éxitos, los investigadores implantaron eDAPS en la columna cervical de las cabras. Se eligió la cabra porque sus discos vertebrales cervicales son similares en tamaño a los de los humanos, y estos animales son semi erectos. Después de cuatro semanas, la prueba es concluyente: los eDAPS se integran bien con los tejidos circundantes y la función mecánica de los discos corresponde al menos, si no mejor, a la de los discos cervicales originales de las cabras.

"Muy buenas razones para ser optimista"

"Creo que es realmente emocionante que hayamos ido tan lejos, desde la cola de la rata hasta el implante de tamaño humano", dijo el Dr. Harvey E. Smith, coautor principal del estudio. "Creo que hay muy buenas razones para ser optimistas de que podríamos lograr ese mismo éxito, si no superarlo con los registros técnicos de los hombres".

Para los investigadores, el siguiente paso será realizar ensayos adicionales en cabras para comprender mejor la efectividad del tratamiento con eDAPS. Además, el equipo de investigación planea probar eDAPS en casos de degeneración del disco intervertebral humano.

"Es mejor tener un dispositivo biológico compuesto por nuestras propias células", señala el Dr. Smith, y agrega que "estamos utilizando un dispositivo de reemplazo de ingeniería de tejidos que preserva el movimiento real". nunca se ha hecho en ortopedia ".