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Los investigadores utilizan nanopartículas de arcilla para transformar células madre en hueso y cartílago


Últimamente ha habido muchas buenas noticias sobre las células madre. Desde ayudar a los ratones paralizados a caminar hasta reparar partes del cuerpo dañadas, los titulares de esta semana han sido impresionantes.

De hecho, la capacidad de las células madre para transformarse en tipos de células especializadas está resultando muy útil en la medicina moderna. Pero sus muchas aplicaciones tienen una desventaja.

Su proceso de transformación actual requiere el uso de moléculas de proteínas llamadas factores de crecimiento. Hasta ahora, esto ha tenido efectos secundarios negativos, incluido el riesgo de desarrollo de tumores.

No se necesitan factores de crecimiento

Ahora, investigadores de la Universidad de Texas A&M han publicado un estudio que explora una nueva clase de células madre humanas que pueden hacer crecer células óseas o cartilaginosas cuando se aplican a células madre adultas, sin la interferencia de factores de crecimiento. El estudio identifica esta nueva clase de células como las nanopartículas bidimensionales conocidas como nanosilicatos.

Irtisha Singh, bióloga computacional de Weill Cornell Medicine de la Universidad de Cornell y autora correspondiente del estudio, dijo que los investigadores estudiaron las interacciones de las nanopartículas con las células madre mediante el uso de RNA-seq, una técnica de secuenciación de próxima generación.

“RNA-seq toma una instantánea de la actividad genética de la célula en un momento dado. Esto es similar a tomar una foto de alta resolución durante el Super Bowl e identificar la reacción de todos los fanáticos durante el touchdown ", dijo Singh.

"Esta técnica es muy sensible para investigar la interacción de una amplia variedad de nanomateriales con las células", añadió Jake Carrow, estudiante de doctorado y coautor del estudio.

"Con esta combinación de nanotecnología y biología computacional, podemos comprender mejor cómo la química, la forma y el tamaño de un material pueden contribuir a las funciones celulares".

Resulta que los nanosilicatos son células con forma de semillas de lino, solo 10 millones de veces más pequeñas, que pueden ser dirigidas para hacer crecer tejido óseo y cartilaginoso a partir de células biológicas. Están hechos de capas atómicas de minerales que se encuentran comúnmente en el cuerpo humano.

Una nueva clase de terapias

Hasta ahora, los nanosilicatos se han utilizado en campos como la energía y la óptica. Ahora, estas nanopartículas pronto también se podrán utilizar en el campo médico, lo que introducirá el desarrollo de una nueva clase de terapias.

Los investigadores del estudio dicen que son adecuados para una posible terapia contra la osteoartritis y las lesiones ortopédicas. "La capacidad de personalizar una terapia para un tejido específico, simplemente cambiando el contenido mineral dentro de la nanopartícula, presenta un gran potencial dentro del campo de la ingeniería regenerativa", dijo Lauren Cross, también co-primera autora de la publicación.

"Creemos que este nuevo campo de la 'mineralómica' puede proporcionar una alternativa viable en comparación con los tratamientos actuales que existen en la actualidad".

La investigación, dirigida por el Dr. Akhilesh Gaharwar, profesor asistente en el Departamento de Ingeniería Biomédica y director del “Laboratorio de Ingeniería de Tejidos y Nanomateriales Inspirados”, está financiada por el Instituto Nacional de Bioingeniería e Imágenes Biomédicas. El estudio, titulado "Cambios generalizados en el perfil del transcriptoma de las células madre mesenquimales humanas inducidos por nanosilicatos bidimensionales", se publicó en Proceedings of the National Academy of Sciences.


Ver el vídeo: Cómo se obtienen las células madre? (Octubre 2021).