Las células madre poseen la capacidad única de replicarse y diferenciarse en varios tipos celulares.
Un método innovador para generar cartílago humano en la región de la cabeza y el cuello ha sido liderado por investigadores de la Universidad de Montana en colaboración con otros socios.
Células madre y organoides en la ciencia
El estudio fue dirigido por Mark Grimes, profesor de biología en la División de Ciencias Biológicas de UM. En él, se indujo a células madre a transformarse en el tipo celular específico responsable del cartílago craneofacial.
Grimes explicó que habían descubierto un enfoque novedoso para producir organoides craneofaciales a partir de células de la cresta neural, los progenitores del cartílago craneofacial.
Los organoides, réplicas en miniatura de órganos, imitan tanto la estructura como la expresión génica de sus contrapartes más grandes, ofreciendo una herramienta valiosa para estudiar tejidos humanos de maneras antes inalcanzables.
La necesidad apremiante de métodos innovadores de regeneración de cartílago se subraya con los 230.000 niños que nacen anualmente en los EE. UU. con defectos craneofaciales. Además, los avances en el cartílago cultivado en laboratorio podrían ofrecer promesas para reparar el daño resultante de lesiones craneofaciales.
El equipo de investigación profundizó en los datos de expresión génica tanto a nivel de ARN como de proteínas para dilucidar el proceso por el cual las células de cartílago se diferencian de las células madre. Descubrieron que la comunicación temprana entre las células madre desencadena la formación de cartílago elástico, como el que se encuentra en las orejas humanas.
Utilizando un extenso análisis de marcadores biológicos y técnicas de aprendizaje automático, los investigadores descifraron las intrincadas vías de señalización celular involucradas en la diferenciación del cartílago.
Grimes enfatizó los desafíos asociados con las técnicas actuales de cirugía plástica en la reconstrucción de características naturales como orejas, narices y laringes. El tejido trasplantado a menudo enfrenta rechazo sin inmunosupresores.
"Nuestro objetivo es desarrollar un protocolo para generar cartílago craneofacial a partir de células madre derivadas de pacientes en el laboratorio", declaró Grimes, resaltando la importancia de comprender los mecanismos de diferenciación específicos del ser humano.
