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Kit de reparación de células madre para accidentes cerebrovasculares
Una nueva matriz de células madre neurales y un polímero biodegradable pueden reparar rápidamente el daño cerebral causado por un accidente cerebrovascular en ratas. En tan solo siete días de inyectar el brebaje directamente en la parte dañada del cerebro, creció tejido nervioso nuevo para llenar las cavidades inducidas por derrames cerebrales.
Cerebro en crecimiento: Aquí se muestra tejido nervioso nuevo creado a partir de células madre que se forman en el área del cerebro con una cavidad causada por un derrame cerebral.
Los científicos dicen que la clave del avance, publicada hoy en la revista Biomateriales , es el uso de un polímero biodegradable llamado PLGA, que asegura que las células madre permanezcan en el área del daño por accidente cerebrovascular y establezcan conexiones con el tejido cerebral circundante. Al reducir la cantidad de células madre extraviadas, es probable que el sistema sea más seguro y más eficaz que otros métodos, añaden los investigadores.
Los accidentes cerebrovasculares, que ocurren debido a hemorragias o vasos sanguíneos bloqueados en el cerebro, provocan la muerte de parte del tejido cerebral. Este tejido muerto luego es eliminado por el sistema inmunológico, dejando un agujero. Esperamos ver una mejora mucho mejor en el resultado después de un accidente cerebrovascular si podemos reemplazar completamente el tejido cerebral perdido, y eso es lo que hemos podido hacer con nuestra técnica, dice Mike Modo , neurobiólogo del Instituto de Psiquiatría del King's College de Londres, que supervisó la investigación.
Más tempranoestudioshabía indicado que el uso de estructuras de soporte, incluidos los nanotubos de carbono, podría ayudar a las células madre que se introdujeron para reemplazar el tejido cerebral dañado por un accidente cerebrovascular. Pero la última investigación, patrocinada por el Consejo de Investigación de Biotecnología y Ciencias Biológicas, parece llevar el proceso un paso más allá. El equipo pudo demostrar que el agujero en el cerebro de las ratas causado por un accidente cerebrovascular se llenó por completo con tejido nervioso primitivo nuevo en siete días. Esto plantea la posibilidad de tratamientos radicalmente mejores para una afección que es la principal causa de discapacidad de los adultos en los países industrializados.
Los investigadores inyectaron partículas del polímero PLGA cargadas con células madre neurales directamente en las cavidades del accidente cerebrovascular. Una vez dentro del cerebro, las partículas se unen para formar andamios complejos. El equipo de Modo utilizó escáneres de resonancia magnética para identificar dónde se necesitaban las inyecciones de células madre y para monitorear el desarrollo de nuevo tejido cerebral. Durante unos días, podemos ver células que migran a lo largo de las partículas del andamio y forman un tejido cerebral primitivo que interactúa con el cerebro anfitrión, dice Modo. Gradualmente, las partículas se biodegradan, dejando más espacios y conductos para que se muevan los tejidos, las fibras y los vasos sanguíneos. El siguiente paso, dice, será agregar el factor de crecimiento VEGF, que debería alentar a los vasos sanguíneos a ingresar al tejido nuevo y acelerar su desarrollo en tejido maduro.
Reparación cerebral: Estas tres imágenes muestran el tejido nuevo, en negro, creciendo para llenar la cavidad inducida por el accidente cerebrovascular en el cerebro (de izquierda a derecha) a) antes de la introducción de las partículas que contienen células madre, b) un día después de su introducción, yc) siete días después.
Este proyecto es un excelente ejemplo en el que, al comprender la importancia de los andamios de biomateriales, las células pueden poblar mejor el vacío dejado por la lesión, dice Jonathan Cooper , bioingeniero de la Universidad de Glasgow. El biomaterial no solo actúa como soporte para las células cuando se siembran en el vacío, sino que a medida que el andamio se degrada, proporciona el espacio físico para que se formen nuevos vasos sanguíneos.
La clave del avance fue la capacidad del nuevo polímero para estimular el crecimiento y la diferenciación de las células madre neurales en tres escalas diferentes, dice el colega de Modo. Kevin Shakesheff , ingeniero de tejidos en la Universidad de Nottingham. A gran escala, permite que el vacío formado por la lesión obtenga nuevos vasos sanguíneos muy rápidamente, lo cual es vital para que el nuevo tejido sobreviva. A nivel celular, la superficie del andamio permite que los receptores de células madre se adhieran a ella. Y a nivel molecular, permitirá que las células se mezclen con los factores de crecimiento adecuados.
Shakesheff dice que se necesitan pruebas exhaustivas antes de que puedan comenzar las pruebas en humanos de la matriz. Sin embargo, espera que el polímero PLGA se comercialice en un plazo de 12 meses para su uso en cirugía ósea.