PERSPECTIVAS MOLECULARES Y CELULARES EN EL AVANCE TÉCNICO Y CIÉNTIFICO DEL CIERRE DEL DISCO EPIFISIARIO.

PERSPECTIVAS MOLECULARES Y CELULARES EN EL AVANCE TÉCNICO Y CIÉNTIFICO DEL CIERRE DEL DISCO EPIFISIARIO.


1. JUSTIFICACIÓN

A partir del estudio molecular de la fisiología y patología del crecimiento y cierre epifisiario, presentamos las bases para crear y desarrollar mecanismos que permitan el adecuado crecimiento y evolución de los tejidos óseos.

De esta manera, la reconstrucción de órganos y tejidos que restablecen la funcionalidad y superen los limites que genera la poca disponibilidad de donantes, evidencia la necesidad de vincular otras disciplinas que contribuyan al diseño de materiales que favorezcan la regeneración y sustitución de tejidos a partir de procesos biológicos, tecnológicos y científicos, con el fin de establecer técnicas de intervención que permitan la recuperación anatómica y funcional de las lesiones del tejido óseo, causadas estas por trauma, tumores, osteonecrosis, enfermedades congénitas y degenerativas, entre otras (2).

2. REGENERACIÓN ÓSEA

Cuando se reactivan los procesos que ocurren durante la embriogénesis, el tejido óseo es capaz de repararse así mismo de manera completa. En consecuenca, cuando ocurre una lesión ósea se pueden utilizar mecanismos osteoformadores con la finalidad de restaurar el tejido óseo en el lugar de la lesión. No obstante, cuando la lesión involucra una pérdida masiva de tejido, se hace necesario recurrir a sustitutivos óseos para obtener la reparación.

Los sustitutivos óseos son tejidos o materiales que se pueden usar para rellenar el defecto óseo. Estos se clasifican en 2 tipos:

1. Injertos Óseos: fragmentos de hueso natural e implantables. El ideal es el autoinjerto de tejido óseo esponjoso, pero se deben tener en cuenta limitaciones como la disponibilidad y la potencial morbilidad del sitio donante.

2. Biomateriales: materiales diseñados y manufacturados para mimetizar algunas de las propiedades intrínsecas del hueso natural.

3. INTEGRACIÓN DE LA INGENIERIA EN LOS AVANCES CLÍNICOS

El uso de células y materiales de diversa naturaleza con el fin de reconstruir órganos y tejidos, nace de una disciplina conocida como Ingeniería de Tejidos, la cual se basa en el uso de los principios y métodos de la ingeniería, la biología y la bioquímica con orientación a la comprensión de la estructura y la función de los tejidos normales y patológicos de los mamíferos, y el consecuente desarrollo de sustitutos biológicos para restaurar, mantener o mejorar la función (1).



4. REPARACIÓN MOLECULAR

La habilidad autoreparadora del hueso se atribuyó durante mucho tiempo a la matriz inorgánica de éste. Aunque, en 1965, se describió la formación ósea en tejido muscular a partir de extractos de hueso desmineralizado. Este descubrimiento se realizó por casualidad, ya que se esperaba ver la formación de hueso ectópico a partir de la fracción inorgánica del hueso y se decidió implantar la fracción orgánica como control negativo. De este modo, se demostró que la capacidad reparadora del hueso se debía a sustancias presentes en esta fracción, que por primera vez se denominaron factores morfogenéticos óseos, y posteriormente proteínas morfogenéticas óseas (Bone Morphogenetic Proteins, BMPs (2).

Estudios del Quitosano como Biomaterial Portador de rhBMP-2 permitieron determinar que

La implantación de rhBMP-2 en el tejido muscular induce la formación ósea, por lo que este modelo celular es uno de los más utilizados en estudios con esta proteína.

a proteína rhBMP-2 induce in vitro la diferenciación celular hacia el fenotipo osteoblástico. Este proceso de diferenciación implica un amplio cambio en la expresión génica usándose diferentes marcadores para su seguimiento. En este sentido la actividad enzimática fosfatasa alcalina (FA) es uno de los más utilizados por ser un marcador temprano de diferenciación, puesto que se empieza a expresar en las primeras fases del proceso. Esta enzima está relacionada con el inicio de la calcificación.

El tratamiento con rhBMP-2 induce la aparición de la enzima Fosfatasa Alcalina, no altera los valores de proteína celular total, disminuye la actividad esterasa, reduce la actividad mitocondrial debido al cambio del fenotipo celular. Así, la diferenciación celular inducida por la rhBMP-2 implica un cambio global de los parámetros celulares, incluyendo una disminución de la proliferación (reducción de cantidad de DNA) y un aumento en el tamaño celular (mantenimiento de la cantidad total de proteínas celulares (3).

Este tratamiento también induce la sobreexpresión de genes relacionados con la diferenciación ósea y la angiogénesis, mientras que genes relacionados con la diferenciación mioblástica y neural están inhibidos. En este proceso de transdiferenciación, están implicados múltiples procesos celulares. En consecuencia, esta alteración genética producida por la rhBMP-2, induce la proliferación celular favoreciendo el crecimiento célular osteoblástico como tratamiento inductivo para el cierre epifisiario(3).


El objetivo de este artículo es presentar la importancia del trabajo interdisciplinario y los resultados que se pueden alcanzar cuando se busca un único objetivo como es el de mantener o restaurar la salud e integridad humana.



5. BIBLIOGRAFIA

Romaní, F.; Vilcahuamán, L.; INGENIERÍA CLÍNICA Y SU RELACIÓN CON LA EPIDEMIOLOGÍA Clinical engineering and epidemiology. Revista Peruana de Epidemiología; 2010; V14, N01/AR.


Estrada, C.;Paz Ana, C.;López, L. E.; INGENIERÍA DE TEJIDO ÓSEO - Consideraciones Básicas; Junio 2006 ISSN 1794-1237 Número 5; Escuela de Ingeniería de Antioquia, Medellín (Colombia) p. 93-100.


López, A. A.; López Lacomba, J. L.;Ramos, V. M.; Noricum, S.L.; ESTUDIO DEL QUITOSANO COMO BIOMATERIAL PORTADOR DE RHBMP-2: DESARROLLO, CARACTERIZACIÓN Y APLICABILIDAD EN REGENERACIÓN DE TEJIDO ÓSEO. Madrid, 2008; UNIVERSIDAD COMPLUTENSE DE MADRID, FACULTAD DE CIENCIAS BIOLÓGICAS-Instituto de Estudios Biofuncionales, Departamento de Bioquímica y Biología Molecular I.





ELABORADO POR:

CLAUDIA MILENA OLARTE GAMARRA.