Un ratón con una pata rota. Imagen: ejhogbin. Fuente: Flickr.
Un equipo de investigadores de Italia, Israel y el Reino Unido han conseguido generar músculos esqueléticos maduros y funcionales en ratones utilizando un nuevo enfoque de ingeniería de tejidos.
Los científicos hicieron crecer un músculo de la pata a partir de células modificadas cultivadas en un plato para producir un injerto. El injerto obtenido se implantó cerca de un músculo esquelético normal y contraído, donde el nuevo músculo se nutrió y creció.
Con el tiempo, el método podría permitir tratamientos específicos para cada paciente para un gran número de trastornos musculares. Los resultados se publican en EMBO Molecular Medicine.
Los científicos utilizaron células musculares precursoras -mesoangioblastos- cultivadas en la presencia de un hidrogel (matriz de soporte) en una placa de cultivo de tejidos. Las células también fueron modificadas genéticamente para producir un factor de crecimiento que estimulara el crecimiento de los vasos sanguíneos y los nervios del huésped.
Las células modificadas de este modo expresan un factor de crecimiento de proteínas que atrae a otras células esenciales, que dan lugar a los vasos sanguíneos y los nervios del huésped, contribuyendo a la supervivencia y maduración de las fibras musculares recién formadas.
Después de que el injerto se implantara sobre la superficie del músculo esquelético bajo la piel del ratón, las fibras musculares maduras formaron un músculo completo y funcional en varias semanas. La sustitución de un músculo dañado con el injerto también dio como resultado un músculo artificial funcional muy similar a un músculo tibial anterior normal.
Los científicos hicieron crecer un músculo de la pata a partir de células modificadas cultivadas en un plato para producir un injerto. El injerto obtenido se implantó cerca de un músculo esquelético normal y contraído, donde el nuevo músculo se nutrió y creció.
Con el tiempo, el método podría permitir tratamientos específicos para cada paciente para un gran número de trastornos musculares. Los resultados se publican en EMBO Molecular Medicine.
Los científicos utilizaron células musculares precursoras -mesoangioblastos- cultivadas en la presencia de un hidrogel (matriz de soporte) en una placa de cultivo de tejidos. Las células también fueron modificadas genéticamente para producir un factor de crecimiento que estimulara el crecimiento de los vasos sanguíneos y los nervios del huésped.
Las células modificadas de este modo expresan un factor de crecimiento de proteínas que atrae a otras células esenciales, que dan lugar a los vasos sanguíneos y los nervios del huésped, contribuyendo a la supervivencia y maduración de las fibras musculares recién formadas.
Después de que el injerto se implantara sobre la superficie del músculo esquelético bajo la piel del ratón, las fibras musculares maduras formaron un músculo completo y funcional en varias semanas. La sustitución de un músculo dañado con el injerto también dio como resultado un músculo artificial funcional muy similar a un músculo tibial anterior normal.
Desafío
La ingeniería de tejidos del músculo esquelético es un desafío significativo, pero tiene un potencial considerable para el tratamiento de los distintos tipos de daños irreversibles en el músculo que se producen en enfermedades como la distrofia muscular de Duchenne.
Hasta ahora, los intentos de volver a crear un músculo funcional ya sea fuera o directamente dentro del cuerpo han sido infructuosos. Los músculos artificiales generados in vitro normalmente no sobreviven a la transferencia in vivo porque el huésped no crea los nervios y los vasos sanguíneos necesarios que cubrirían las necesidades considerables de oxígeno del músculo.
"La morfología y la estructura orgánica del órgano artificial son extremadamente similares, si no indistinguibles, a las de un músculo esquelético natural", afirma en la nota de prensa de la European Molecular Biology Organization (EMBO), recogida por AlphaGalileo, Cesare Gargioli (Universidad de Roma), que es uno de los autores principales del estudio.
En el futuro, los músculos dañados irreversiblemente podrían ser restaurados mediante la implantación de las propias células del paciente dentro de la matriz de hidrogel encima de un músculo residual, adyacente a la zona dañada. "Si bien nos sentimos alentados por el éxito de nuestro trabajo hacemos hincapié en que un músculo de ratón es muy pequeño y la ampliación del proceso para los pacientes humanos puede requerir un trabajo adicional significativo", comenta el miembro Giulio Cossu, miembro de EMBo y uno de los autores del estudio.
El siguiente paso en el trabajo será utilizar modelos animales más grandes para probar la eficacia de este enfoque antes de comenzar los estudios clínicos.
La ingeniería de tejidos del músculo esquelético es un desafío significativo, pero tiene un potencial considerable para el tratamiento de los distintos tipos de daños irreversibles en el músculo que se producen en enfermedades como la distrofia muscular de Duchenne.
Hasta ahora, los intentos de volver a crear un músculo funcional ya sea fuera o directamente dentro del cuerpo han sido infructuosos. Los músculos artificiales generados in vitro normalmente no sobreviven a la transferencia in vivo porque el huésped no crea los nervios y los vasos sanguíneos necesarios que cubrirían las necesidades considerables de oxígeno del músculo.
"La morfología y la estructura orgánica del órgano artificial son extremadamente similares, si no indistinguibles, a las de un músculo esquelético natural", afirma en la nota de prensa de la European Molecular Biology Organization (EMBO), recogida por AlphaGalileo, Cesare Gargioli (Universidad de Roma), que es uno de los autores principales del estudio.
En el futuro, los músculos dañados irreversiblemente podrían ser restaurados mediante la implantación de las propias células del paciente dentro de la matriz de hidrogel encima de un músculo residual, adyacente a la zona dañada. "Si bien nos sentimos alentados por el éxito de nuestro trabajo hacemos hincapié en que un músculo de ratón es muy pequeño y la ampliación del proceso para los pacientes humanos puede requerir un trabajo adicional significativo", comenta el miembro Giulio Cossu, miembro de EMBo y uno de los autores del estudio.
El siguiente paso en el trabajo será utilizar modelos animales más grandes para probar la eficacia de este enfoque antes de comenzar los estudios clínicos.
Referencia bibliográfica:
Claudia Fuoco, Roberto Rizzi, Antonella Biondo, Emanuela Longa, Anna Mascaro, Keren Shapira-Schweitzer, Olga Kossovar, Sara Benedetti, Maria L Salvatori, Sabrina Santoleri, Stefano Testa, Sergio Bernardini, Roberto Bottinelli, Claudia Bearzi, Stefano M Cannata, Dror Seliktar, Giulio Cossu y Cesare Gargioli: In vivo generation of a mature and functional artificial skeletal muscle. EMBO Molecular Medicine (2015).
Claudia Fuoco, Roberto Rizzi, Antonella Biondo, Emanuela Longa, Anna Mascaro, Keren Shapira-Schweitzer, Olga Kossovar, Sara Benedetti, Maria L Salvatori, Sabrina Santoleri, Stefano Testa, Sergio Bernardini, Roberto Bottinelli, Claudia Bearzi, Stefano M Cannata, Dror Seliktar, Giulio Cossu y Cesare Gargioli: In vivo generation of a mature and functional artificial skeletal muscle. EMBO Molecular Medicine (2015).