Películas magnetoactivas de fibroína de seda para la generación de tejido óseo

Investigación UPV/EHU

Investigadores de la UPV/EHU, BCMaterials y de la Universidade do Minho (Portugal) han demostrado que la combinación de andamios biocompatibles formados por componentes de la seda y la estimulación de las células mediante magnetismo es un método válido para la generación de tejido óseo. “El objetivo último de esta línea de investigación sería poder generar tejidos que luego podrían ser implantados para curar enfermedades relacionadas con los huesos”, comenta José Luis Vilas Vilela, director del Departamento de Química Física de la UPV/EHU y uno de los autores de este estudio.

Sección transversal de un fémur

El nuevo material está formado por un andamio, o matriz, cuya base es uno de los principales componentes de la seda, la fibroína, un material biocompatible, al que se han incorporado nanopartículas magnéticas. El objetivo de añadir las nanopartículas es convertir este material en “magnetoactivo”, de forma que responda al aplicarle un campo magnético y pueda transmitir estímulos mecánicos y eléctricos a las células. Está comprobado que el hecho de introducir estímulos, tanto eléctricos, magnéticos, mecánicos o de otra naturaleza, favorece el crecimiento y diferenciación celular, ya que de alguna manera se simula el microambiente celular y se imitan los estímulos que se dan en el medio en el que las células desarrollan su función.

El presente estudio, realizado in vitro, ha probado dos metodologías para obtener la matriz de fibrina: en una se han creado films y en la otra han elaborado una especie de tejido, entrelazando las fibras. ”Se trata de dos metodologías bastante buenas para confeccionar estos andamiajes que simulan la matriz extracelular, el soporte donde las células pueden adherirse para crecer —detalla el investigador—. Las nanopartículas magnetoactivas forman también parte de la estructura, ya que están incorporadas en la fibrina. Así, cuando aplicamos un campo magnético provocamos una respuesta de estas nanopartículas, que vibran y de esta forma deforman la estructura, la estiran, transmitiendo ese esfuerzo mecánico a las células”.

Los resultados muestran que “ambos tipos de matriz favorecen el crecimiento celular, siendo el de tipo film la que mejor funciona, las células crecen mejor, pero sobre todo hemos comprobado por primera vez que el estímulo magnético tiene un efecto positivo en el crecimiento celular”.

Esto ha supuesto un paso adelante en la línea de investigación que tiene este grupo de investigación en la búsqueda de materiales y métodos adecuados para la fabricación de tejidos. “Sabemos que nuestro objetivo es a largo plazo, y ahora estamos dando los pasos iniciales. Estamos desarrollando varios tipos de materiales, estímulos y procesos, para llegar a tener vías de obtener la regeneración de diferentes tejidos. La idea sería, además, partir de células madre de los propios pacientes, y ser capaces de diferenciarlas hacia el tipo de célula con la queremos formar el tejido, ya sea óseo, muscular, cardíaco o el que se necesitara. Ese sería el objetivo final, en el que ya estamos dando pasos significativos”, opina.

Para llegar a ese objetivo final, este grupo de investigación debe ir superando diferentes retos. Los más próximos deberían ser, según Vilas Lilela, “combinar diferentes estímulos e introducir alguna variación a los ya aplicados, como la dirección en la que se aplica la deformación de la estructura utilizada. También tenemos que estudiar la viabilidad y la funcionalidad de las células, la forma en la que se alimentan las células y se extraen los residuos generados por estas. Son muchos los factores en los que hay que avanzar, pero lo conseguido nos da pie a seguir”.

Referencia:

A. Reizabal, R. Brito-Pereira, M. M. Fernandes, N. Castro, V. Correia, C. Ribeiro, C. M. Costa, L. Perez, J. L. Vilas, S. Lanceros-Méndez (2020) Silk fibroin magnetoactive nanocomposite films and membranes for dynamic bone tissue engineering strategies Materialia doi: 10.1016/j.mtla.2020.100709

Edición realizada por César Tomé López a partir de materiales suministrados por UPV/EHU Komunikazioa

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