Crean médula artificial de hueso humano en laboratorio

En un laboratorio de la Universidad de Michigan los científicos han creado una médula artificial de hueso que puede producir continuamente células rojas y blancas de la sangre.

Este avance podría conducir a una prueba farmacéutica de medicamentos más simple, un estudio más detallado de los defectos en el sistema de inmunidad, y a un suministro permanente de sangre para las transfusiones.

La sustancia crece en un andamio tridimensional que imita los tejidos que sustentan la médula ósea en el cuerpo, dijo Nicholas Kotov, profesor en los departamentos de Ingeniería Química, de Ingeniería y Ciencia de Materiales, y de Ingeniería Biomédica en la UM.

La médula artificial no se hizo para implantarla en el cuerpo, como la mayoría de los andamios médicos tridimensionales. Está diseñada para que funcione en un tubo de laboratorio.

Kotov, el investigador principal, es uno de los autores de un artículo acerca de esta investigación que publica actualmente la revista de internet Biomaterials. Joan Nichols, profesora de la Sección Médica de la Universidad de Texas colaboró en muchos aspectos del proyecto.

“Ésta es la primera médula ósea artificial exitosa”, dijo Kotov. “Tiene dos de las funciones esenciales de la médula ósea. Puede replicar las células madre de la sangre y puede producir células B. Éstas últimas son las células clave del sistema de inmunidad que producen anticuerpos importantes para el combate contra muchas enfermedades”.

Las células madre de la sangre dan origen a la sangre y a otros varios tipos de células. Las células B, un tipo de célula blanca de la sangre, da la batalla contra los resfríos, las infecciones bacteriales y a otras células foráneas o anormales incluidos algunos cánceres.

Los medicamentos en la quimioterapia contra el cáncer pueden suprimir en gran medida la función de la médula ósea lo cual deja al cuerpo más susceptible a las infecciones. La nueva médula artificial podría permitir que los investigadores prueben cómo un medicamento, en diferentes niveles de potencia, afectaría la función de la médula ósea, señaló Kotov. Esto podría ayudar en el desarrollo de medicamentos detectando los efectos secundarios graves antes de que comiencen las pruebas de los compuestos en seres humanos.

La médula espinal es un órgano difícil de replicar, dijo Kotov. Un aspecto vital en el éxito de este nuevo avance es el andamio tridimensional sobre el cual crece la médula artificial. Esta trama debía tener un alto número de poros del tamaño preciso a fin de estimular la interacción celular.

Los andamios están hechos de un polímero transparente a través del cual pasan fácilmente los nutrientes. Para crear esos andamios los científicos moldearon el polímero con pequeñas esferas ordenadas como las bolas de billar. Luego disolvieron las esferas dejando la geometría perfecta de poros en el andamio.

Luego los científicos sembraron esos andamios con células estromales medulares y con osteoblastos, otro tipo de célula de la médula ósea.

“La perfección geométrica del polímero moldeado por esferas es muy esencial para la capacidad de reproducir las pruebas de medicamentos y la evaluación de posibles medicamentos”, dijo Kotov. “El andamio para este trabajo hubo que diseñarlo desde el principio imitando estrechamente la médula ósea porque no hay productos adecuados a la venta.

“Ciertas células madre que son esenciales para la inmunidad y la producción de la sangre son capaces de crecer, dividirse y diferenciarse eficazmente en estoa andamios debido al alto grado de parecido de los poros en el andamio y de los poros en la médula ósea real”, añadió.

Los investigadores demostraron que la médula artificial da una respuesta parecida a la humana a una infección del virus de gripe Nueva Caledonia/99/H1N1. Se cree que ésta es la primera vez que se ha logrado ese resultado. Para determinar si la sustancia se comporta como una médula ósea real, los científicos la implantaron en ratones con deficiencias de inmunidad. Los ratones produjeron células de inmunidad humana y crecieron vasos sanguíneos a través de la sustancia.