El mejor cartílago creado en laboratorio

Autor: Josep Corbella (Periodista científico de La Vanguardia)

En una investigación realizada con células madre, científicos de la Universidad Columbia de Nueva York (EE.UU.) han creado en el laboratorio un cartílago que es prácticamente igual que el cartílago humano natural. Su próximo objetivo es implantar este cartílago en articulaciones dañadas por la artrosis y comprobar si las pueden regenerar. Si lo consiguen, la artrosis dejaría de ser una enfermedad irremediablemente degenerativa para convertirse, en un futuro a medio plazo, en una enfermedad curable.

Investigación difícil

Los científicos de la Universidad Columbia, dirigidos por la ingeniera biomédica Gordana Vunjak-Novakovic, advierten que no va a ser fácil. El primer tratamiento experimental para regenerar cartílagos dañados por la artrosis se presentó en 1994. Se pensaba que el cartílago sería un tejido relativamente fácil de reparar porque tiene un solo tipo de célula (los condrocitos) y porque no tiene circulación sanguínea. Veinte años después, sin embargo, este tipo de tratamiento sigue siendo experimental.

A lo largo del camino se ha descubierto que no basta con producir condrocitos en el laboratorio e implantarlos en la articulación para regenerar un cartílago. Además, es preciso que las células se integren bien en el tejido dañado, algo que aún no se ha conseguido. Y es preciso que se comporten igual que células sanas del propio cuerpo humano, que tampoco se ha conseguido.

Con la eclosión de los estudios sobre células madre a partir de 1998, cuando se cultivaron por primera vez células madre embrionarias humanas en un laboratorio, se idearon nuevas estrategias para regenerar el cartílago. Pero, aunque los avances científicos en esta área han sido importantes, los avances prácticos para los pacientes siguen siendo modestos. Se han consolidado la medicina regenerativa y la bioingeniería como nuevas áreas de investigación y se han hecho pequeños ensayos clínicos en pacientes con artrosis. Pero se ha comprobado que el cartílago es más que una suma de células: es un tejido complejo, con una arquitectura particular y componentes no celulares que le dan sus propiedades características. Y las ideas que funcionan bien cuando se trabaja con células individuales han topado con obstáculos hasta ahora infranqueables a la escala del tejido.

Resultados prometedores

Ante estas dificultades, los científicos de la Universidad de Columbia han pensado en simular en el laboratorio las mismas condiciones de desarrollo del tejido que se dan en el cuerpo humano. Han creado lo que llaman un entorno biomimético. “Planteamos la hipótesis de que reproducir algunos aspectos [del desarrollo] podía dar lugar a la formación de cartílago funcional”, escriben en la revista PNAS, donde han presentado sus resultados.

Han preparado un medio de cultivo con una proteína que controla la transformación de las células madre en condrocitos –concretamente, la proteína TGF-beta-. Después de tres días de cultivo, han obtenido pequeñas esferas formadas por unas 25.000 células. Antes de que estas esferas acabaran de formarse y quedaran aisladas unas de otras, las han fusionado entre ellas. Han obtenido así un tejido que, observado al microscopio, es indistinguible del cartílago humano natural. Tras cinco semanas de cultivo en el laboratorio, han conseguido piezas de cartílago de hasta un centímetro cuadrado de superficie. Y, lo más relevante, las han integrado en piezas de matriz ósea y han visto que forman una capa de cartílago de un milímetro de grosor. Esta capa recubre toda la superficie redondeada de la articulación (el cóndilo) y tiene unas propiedades de compresión y de lubricación equivalentes a las del cartílago humano natural.

 En resumen, han obtenido el mejor cartílago creado en laboratorio y han demostrado que, si lo implantan en una articulación a la que le falta cartílago, puede generar un nuevo cartílago sano.

Retos pendientes

La investigación, evidentemente, no está terminada. Falta lo más importante: implantar el cartílago creado en laboratorio en pacientes y verificar si es un tratamiento eficaz para la artrosis.

Primero, falta comprobar si el cartílago producido in vitro se integra correctamente en los tejidos dañados del cuerpo humano. Si se integra, como espera la investigadora Gordana Vunjak-Novakovic, falta comprobar si es capaz de regenerar el cartílago en un hueso real igual que lo ha hecho en el laboratario. Y si lo regenera, falta comprobar hasta qué punto la reparación es completa.

Pero, después de tantos años de avances lentos y expectativas frustradas en la regeneración del cartílago, los nuevos resultados de la Universidad de Columbia suponen un avance significativo hacia el objetivo de tener un tratamiento eficaz contra la artrosis basado en células madre.