Desarrollan un gel inyectable reforzado con nanofibras que en el futuro podría ayudar a regenerar músculos, piel y la grasa perdidos accidentalmente sin dejar cicatrices o deformidades.

Choques automovilísticos, heridas de batalla y cirugías pueden dejar a las personas con agujeros abiertos en los tejidos blandos que a menudo son demasiado grandes para que los reparen sus cuerpos.

Ahora, investigadores han desarrollado un gel inyectable reforzado con nanofibras que puede reconstruir el músculo y los tejidos conectivos faltantes sirviendo como un andamio y reclutando las células de curación de heridas del cuerpo.

Hasta ahora, el equipo ha probado el material solo en ratas y conejos.

Pero si se desempeña tan bien en los seres humanos, podría brindar a los cirujanos reconstructivos una manera rápida y fácil de ayudar a los pacientes a regenerar los tejidos perdidos sin dejar cicatrices o deformidades.

“Las pérdidas de tejidos blandos son un problema ubicuo en la medicina clínica”, dice Sashank Reddy, cirujano reconstructivo de la Escuela de Medicina de la Johns Hopkins University en Baltimore, Maryland.

Los cirujanos pueden trasplantar tejido de otra región del cuerpo al sitio de la lesión.

Pero eso implica trauma para los pacientes y pérdida de tejido de otra parte del cuerpo.

Los cirujanos también pueden insertar implantes sintéticos.

Sin embargo, las células inmunitarias generalmente amurallan esos implantes y dejan cicatrices gruesas y fibrosas.

Luego están los rellenos de gelatina.

Cuando las lesiones son pequeñas, del orden de las yemas de los dedos, los cirujanos a menudo inyectan un gel hecho de ácido hialurónico (HA) que las células inmunes llamadas macrófagos pueden infiltrar.

A medida que se adentran en el interior y encuentran moléculas de HA, los macrófagos generalmente envían señales que reclutan células formadoras de vasos sanguíneos y otras células que ayudan a reparar el daño.

Pero con espacios más grandes en el tejido, los geles HA suelen ser demasiado blandos para mantener su forma.

Los investigadores han tratado de fortificar los geles mediante la unión de moléculas de gel.

Pero para hacer que los geles sean lo suficientemente fuertes y resistentes para comportarse como un tejido, los investigadores deben agregar tantos enlaces que creen una malla 3D rígida.

Pero sus poros son demasiado pequeños para que los macrófagos y otras células penetren.

“Cambia la biología”, dice Jennifer Elisseeff, una ingeniera biomédica en Johns Hopkins que no era parte del equipo de Reddy.

Como resultado, los macrófagos liberan señales que conducen a tejido cicatricial.

Ahora, Reddy y sus colegas han ideado una mejor manera de reforzar los geles HA.

Primero crearon nanofibras a partir de un polímero biodegradable utilizado durante décadas en suturas solubles, llamado policaprolactona.

Luego trataron las fibras de modo que algunas contuvieran enlazadores moleculares diseñados para unirse a HA.

Un proceso de una hora de duración formó enlaces entre los enlazadores moleculares y las moléculas de HA, creando un gel que era tan resistente como el tejido blando.

Y, como un poco de refuerzo refuerza el concreto, el gel solo necesitaba un pequeño volumen de nanofibras para volverse rígido.

Esa pequeña cantidad significaba que el gel aún tenía huecos lo suficientemente grandes para que las células pudieran pasar fácilmente.

La malla 3D resultante, dice Reddy, tiene un parecido sorprendente con la matriz extracelular del cuerpo, el andamio natural para tejidos sanos.

Para probar su material, Reddy y sus colegas lo inyectaron en conejos en los que se había extirpado quirúrgicamente un poco de grasa, antes de que el material se pusiera rígido.

No solo el gel tomó la forma del tejido faltante cuando se reafirmó, sino que, después de eso, los macrófagos se infiltraron fácilmente y liberaron señales que reclutaban células formadoras de vasos sanguíneos, entre otros.

Los investigadores fueron capaces de reconstruir trozos de tejido de hasta 10 centímetros cúbicos, aproximadamente del tamaño de un dedo humano, informan los investigadores en Science Translational Medicine.

El nuevo gel es “de vanguardia, científicamente”, dice Ali Khademhosseini, un ingeniero de la Universidad de California en Los Ángeles, que no participó en la investigación.

Señala que, a diferencia de otros geles, este no incluye los factores de crecimiento y otras moléculas de señalización biológica, sino que confía en que el cuerpo se suministre por sí mismo.

Esa simplicidad podría facilitar que el gel pase a formar parte de la Administración de Drogas y Alimentos de los Estados Unidos, dice Khademhosseini.

El gel también podría ayudar a reparar los tejidos blandos con funciones específicas, como las células del músculo cardíaco.

Hai-Quan Mao, un experto en biomateriales y miembro del equipo de Johns Hopkins, dice que los investigadores esperan sembrar la matriz con células madre que forman tejido cardíaco, para ayudar a reparar el daño tisular después de un ataque cardíaco.

Eso todavía está en la fase de investigación.

Mientras tanto, los investigadores ya han formado una empresa para comercializar la tecnología, llamada LifeSprout.

Fuente: ScienceMag

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