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Cultivo artificial de hueso

Se crea un nuevo modelo experimental de tejido óseo vivo.

THOMAS FUCHS

Los organoides cultivados en el laboratorio, diminutas masas de células que remedan la anatomía y las funciones de un órgano, están adquiriendo cada vez mayor relevancia en la investigación médica. Hace años que existen micromodelos del cerebro, de los pulmones y de otros órganos, pero los modelos del tejido óseo resultan muy difíciles de obtener. El hueso es tema aparte porque los diferentes tipos de células coexisten inmersos en una matriz extracelular, un entramado de colágeno y minerales sujeto a una remodelación continua. En los intentos anteriores de crear un organoide óseo no se había logrado imitar bien el modo en que las células óseas humanas se forman en paralelo con esa matriz y las interacciones con ella. Sin embargo, un equipo de investigación afirma ahora haber creado un modelo realista que ayudará a entender mejor diversas enfermedades de los huesos.

Un estudio publicado en Advanced Functional Materials presenta el primer organoide que incorpora una «visión unificada» de las primeras etapas de la osteogénesis (formación del hueso), según la autora principal Anat Akiva, bióloga celular en el Centro Médico de la Universidad Radboud. Ella y sus colaboradores descubrieron que si se aplica una fuerza mecánica que simule las tensiones que modelan los huesos en el cuerpo humano, es posible hacer que las células precursoras de la médula ósea se transformen en osteoblastos (productores de hueso) y en osteocitos (reguladores del crecimiento), que, juntos, fabrican todas las proteínas que necesitan para funcionar. El proceso ideado también propició el crecimiento de una matriz extracelular muy parecida a la del tejido óseo humano. Al cabo de cuatro semanas de cultivo, el resultado final es un cilindro en miniatura de tejido fibroso, el hueso inmaduro que acaba siendo sustituido por otra forma más madura en el cuerpo.

La nueva herramienta serviría para observar atentamente lo que sucede a escala molecular cuando el proceso de osteogénesis falla y provoca trastornos óseos que afectan a millones de personas en el mundo. Uno de ellos es la osteogénesis imperfecta, o «enfermedad de los huesos de cristal», un trastorno genético que debilita la matriz extracelular y causa cientos de fracturas espontáneas a lo largo de la vida. El cáncer óseo como el osteosarcoma también altera la formación del hueso y este nuevo modelo permitiría investigar la infiltración de las células tumorales en la matriz extracelular y la fabricación extemporánea de hueso que desatan.

Los organoides óseos también podrían ayudar a los médicos a crear tratamientos personalizados, opina Ralph Müller, subdirector del Instituto de Biomecánica en la ETH de Zúrich, que no ha participado en el estudio. Antes de diseñar el plan de tratamiento se cultivarán organoides a partir de muestras de tejido vivo del paciente para explorar cómo responderían sus huesos a diversas intervenciones.

«Contamos con un sistema fiable para fabricar tejido óseo, con el cual podremos afinar mucho, estudiar qué falla exactamente y averiguar si hay una solución», concluye Akiva.

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