Un equipo de científicos y dentistas en biomateriales de la Facultad de Odontología de la UCLA ha desarrollado una nanopartícula que, basado en experimentos iniciales en animales, podría mejorar el tratamiento de los defectos óseos.

Un artículo que describe el avance se publica hoy en la revista. Avances de la ciencia .

Defectos óseos, que puede ser causado por una lesión traumática, infección, osteoporosis o extirpación de tumores, son difíciles de tratar para los cirujanos ortopédicos. Y la necesidad de injertos óseos se está volviendo más común gracias en parte al envejecimiento de nuestra población:las lesiones óseas son particularmente frecuentes entre los ancianos.

Hoy dia, el tratamiento estándar para los defectos óseos es un injerto óseo, que implica el trasplante de hueso sano de otra parte del cuerpo para reparar el área dañada. Sin embargo, el procedimiento puede causar complicaciones, incluidas las infecciones de donde se extrae el hueso trasplantado, sangrado y daño a los nervios.

Entonces, los investigadores centraron su atención en los liposomas, diminutos sacos esféricos que se derivan de lípidos existentes de forma natural. Los liposomas se han utilizado desde la década de 1990 para tratar el cáncer y las enfermedades infecciosas, y más recientemente se están explorando para su posible uso en la ingeniería de tejidos óseos. Pueden usarse para administrar nutrientes y fármacos en el cuerpo y pueden ingresar fácilmente a las células para administrar su valiosa carga. pero tienen algunos inconvenientes:son físicamente inestables y puede ser difícil controlar cómo y cuándo liberan las drogas.

Para ayudar a mejorar su estabilidad y mejorar su capacidad para formar huesos en el cuerpo, los investigadores de UCLA desarrollaron un nuevo tipo de liposoma llamado esterosoma. (El nombre está inspirado en el hecho de que contienen una alta concentración de esteroides).

Para producir los esterosomas, los científicos reemplazaron el colesterol, un componente importante de los liposomas, con oxisterol, un tipo de colesterol que tiene un papel clave en el desarrollo esquelético y la curación de los huesos. En pruebas con ratones con defectos óseos, los investigadores encontraron que los esterosomas activaban con éxito la regeneración ósea por sí mismos, sin necesidad de fármacos terapéuticos.

"Los liposomas generalmente están hechos de sustancias farmacológicamente inactivas, "dijo Min Lee, autor correspondiente del artículo y profesor de ciencias de biomateriales en la facultad de odontología. "La inclusión de oxisterol en nuestra formulación liposomal no solo aumentó la estabilidad de las nanopartículas, sino que también estimuló a las células para que se convirtieran en células formadoras de huesos".

En una segunda fase del estudio, los investigadores querían ver cómo podían hacer que el esterosoma fuera aún más eficaz.

Agregaron su nanopartícula de esterosoma a un andamio de ingeniería de tejidos, una estructura que a menudo se usa para mover y hacer crecer células madre naturales. que se adapta al sitio del defecto y se utiliza durante los procedimientos de injerto óseo. Cargaron los esterosomas con un fármaco para la formación de huesos llamado purmorfamina. Próximo, inmovilizaron el esterosoma cargado de fármaco en un andamio para asegurarse de que los esterosomas permanecieran concentrados en las áreas defectuosas y liberaran los fármacos donde más se necesitaban durante el mayor tiempo posible.

En un estudio de seis semanas con ratones con defectos óseos en el cráneo, los investigadores vieron una reducción promedio de aproximadamente el 50% en el tamaño de los defectos después de que se implantó el andamio cargado de fármaco.

"Al utilizar nuestra nanopartícula, que encontramos tiene capacidades intrínsecas de formación de hueso, junto con la adición de fármacos terapéuticos, pudimos acelerar el proceso de regeneración ósea, ", Dijo Lee." Nuestros medicamentos empaquetados con nanopartículas serán útiles en muchas situaciones clínicas en las que se requiere un injerto óseo para tratar defectos esqueléticos que no cicatrizan y patologías óseas relacionadas ".

Dr. Paul H. Krebsbach, profesor de periodoncia y decano de la facultad de odontología, dijo, "La investigación dirigida por Min Lee y su equipo demuestra que los esfuerzos de investigación de UCLA Dentistry van mucho más allá del tratamiento de las enfermedades de la cavidad bucal, y sus hallazgos tienen implicaciones más amplias para el tratamiento de defectos óseos en todo el cuerpo ".