el cartílago dañado se puede tratar a través de una técnica llamada microfractura, en la que se perforan pequeños agujeros en la superficie de una articulación. La técnica de microfractura incita al cuerpo a crear tejido nuevo en la articulación, pero el tejido nuevo no se parece mucho al cartílago.

«La microfractura produce lo que se llama fibrocartílago, que en realidad se parece más al tejido cicatricial que al cartílago natural», dijo Chan., «Cubre el hueso y es mejor que nada, pero no tiene el rebote y la elasticidad del cartílago natural, y tiende a degradarse relativamente rápido.»

la investigación más reciente surgió, en parte, a través del trabajo del cirujano Matthew Murphy, PhD, un investigador visitante en Stanford que ahora está en la Universidad de Manchester. «Nunca sentí que nadie entendiera realmente cómo funcionaba la microfractura», dijo Murphy. «Me di cuenta de que la única manera de entender el proceso era mirar lo que las células madre están haciendo después de la microfractura.»Murphy es el autor principal del artículo., Chan y Longaker son coautores senior.

durante mucho tiempo, dijo Chan, las personas asumieron que el cartílago adulto no se regeneraba después de una lesión porque el tejido no tenía muchas células madre esqueléticas que pudieran activarse. Trabajando en un modelo de ratón, el equipo documentó que la microfractura activó las células madre esqueléticas. Sin embargo, dejadas a su suerte, esas células madre esqueléticas activadas regeneraron fibrocartílago en la articulación.

pero ¿qué pasaría si el proceso de curación después de la microfractura se pudiera dirigir hacia el desarrollo del cartílago y lejos del fibrocartílago?, Los investigadores sabían que a medida que el hueso se desarrolla, las células primero deben pasar por una etapa de cartílago antes de convertirse en hueso. Tenían la idea de que podrían alentar a las células madre esqueléticas en la articulación a comenzar a lo largo de un camino hacia convertirse en hueso, pero detener el proceso en la etapa de cartílago.

los investigadores utilizaron una poderosa molécula llamada proteína morfogenética ósea 2 (BMP2) para iniciar la formación ósea después de la microfractura, pero luego detuvieron el proceso a mitad de camino con una molécula que bloqueó otra molécula de señalización importante en la formación ósea, llamada factor de crecimiento endotelial vascular (VEGF).,

«terminamos con cartílago que está hecho del mismo tipo de células que el cartílago natural con propiedades mecánicas comparables, a diferencia del fibrocartílago que generalmente obtenemos», dijo Chan. «También restauró la movilidad de los ratones osteoartríticos y redujo significativamente su dolor.»

como prueba de principio de que esto también podría funcionar en humanos, los investigadores transfirieron tejido humano a ratones que fueron criados para no rechazar el tejido, y fueron capaces de demostrar que las células madre esqueléticas humanas podrían ser dirigidas hacia el desarrollo óseo, pero se detuvo en la etapa de cartílago.,

la siguiente etapa de la investigación es realizar experimentos similares en animales más grandes antes de comenzar los ensayos clínicos en humanos. Murphy señala que debido a la dificultad de trabajar con articulaciones de ratón muy pequeñas, podría haber algunas mejoras en el sistema que podrían hacer a medida que se mueven en articulaciones relativamente más grandes.

los primeros ensayos clínicos en humanos podrían ser para personas que tienen artritis en los dedos de las manos y de los pies. «Podríamos comenzar con articulaciones pequeñas, y si eso funciona, nos moveríamos hacia articulaciones más grandes como las rodillas», dice Murphy., «En este momento, una de las cirugías más comunes para la artritis en los dedos es sacar el hueso en la base del pulgar. En tales casos, podríamos intentar esto para salvar la articulación, y si no funciona, simplemente sacamos el hueso como lo haríamos de todos modos. Hay un gran potencial de mejora, y la desventaja es que volveríamos a donde estábamos antes.»

Longaker señala que una ventaja de su descubrimiento es que los principales componentes de una terapia potencial están aprobados como seguros y efectivos por la FDA., «BMP2 ya ha sido aprobado para ayudar a sanar los huesos, y los inhibidores de VEGF ya se utilizan como terapias contra el cáncer», dijo Longaker. «Esto ayudaría a acelerar la aprobación de cualquier terapia que desarrollemos.»

La cirugía de reemplazo de articulaciones ha revolucionado la forma en que los médicos tratan la artritis y es muy común: a los 80 años, 1 de cada 10 personas tendrá un reemplazo de cadera y 1 de cada 20 tendrá un reemplazo de rodilla. Pero tal reemplazo articular es extremadamente invasivo, tiene una vida útil limitada y se realiza solo después de que la artritis golpea y los pacientes sufren dolor duradero., Los investigadores dicen que pueden imaginar un momento en que las personas puedan evitar contraer artritis en primer lugar al rejuvenecer su cartílago en sus articulaciones antes de que se degrade gravemente.

«una idea es seguir un modelo ‘Jiffy Lube’ de reposición de cartílago», dijo Longaker. «Usted no espera que el daño se acumule-usted entra periódicamente y utiliza esta técnica para aumentar su cartílago articular antes de tener un problema.»

Longaker es el Deane P., y Louise Mitchell profesora en la Facultad de Medicina y codirectora del Instituto de Biología de Células Madre y Medicina Regenerativa. Chan es miembro del Instituto de Biología de Células Madre y Medicina Regenerativa e Inmunología de Stanford.

otros científicos de Stanford que participaron en la investigación fueron el profesor de patología Irving Weissman, MD, The Virginia y D. K. Ludwig Professor in Clinical Investigation in Cancer Research; el profesor de cirugía Stuart B. Goodman, MD, The Robert L., y Mary Ellenburg profesor en Cirugía; Profesor Asociado de Cirugía Ortopédica Fan Yang, PhD; profesor de cirugía Derrick C. Wan, MD; instructor en Cirugía Ortopédica Xinming Tong, PhD; investigador postdoctoral Thomas H. Ambrosi, PhD; investigador postdoctoral visitante Liming Zhao, MD; profesionales de investigación en Ciencias de la vida Lauren S. Koepke y Holly Steininger; estudiante de MD/PhD Gunsagar S. Gulati, PhD; estudiante de posgrado Malachia Y. Hoover; ex estudiante Owen Marecic; ex estudiante de Medicina Yuting Wang, MD; y gerente de laboratorio de microscopía de sonda de barrido Marcin P. walkiewicz, PhD.,6 DE025597, R01 De026730, R01 De021683, R21 DE024230, U01HL099776, U24DE026914, R21 DE019274, NIGMS K08GM109105, NIH R01GM123069 y NIH1R01AR071379), el Instituto de Medicina Regenerativa de California, The Oak Foundation, the pitch Johnson fund, the Gunn/Olivier Research Fund, the STINEHART/REED Foundation, the Siebel Foundation, The Howard Hughes Medical Institute, the German Research Foundation, The PSRF National Endowment, National Center for Research Resources, The Prostate Cancer Research Foundation, the American Federation of Aging Research and the Arthritis National Research Foundation.,