• Control de células madre a través de su entorno:
  
  
  Durante muchos años, los científicos han buscado las maneras de controlar cómo se convierten las células madre en otro tipo de células, con la esperanza de crear nuevas terapias. Dos investigadores del NIBIB han cultivado células pluripotentes—células madre que tienen la habilidad de convertirse en cualquier clase de células—en diferentes tipos de espacios definidos y encontraron que este confinamiento desencadenó redes muy específicas de genes que determinaron el destino final para las células. La mayoría de otras investigaciones médicas sobre células madres pluripotentes se han enfocado en modificar la combinación de soluciones de crecimiento en donde se colocan las células. El descubrimiento de que existe un elemento biomecánico para controlar cómo se transforman las células madre en otros tipos de células es una pieza importante del rompecabezas mientras que los científicos tratan de aprovechar las células madre para usos médicos.

Los investigadores financiados por el NIBIB han fabricado tejido de hígado humano que se puede implantar en un ratón. El ratón retiene también su propio hígado, y por lo tanto su función normal, pero la pieza añadida de hígado humano fabricado puede metabolizar los fármacos de la misma manera que lo hacen los humanos. Esto les permite a los investigadores probar la susceptibilidad a la toxicidad y demostrar respuestas específicas de las especies que típicamente no aparecerían hasta los ensayos clínicos. El uso en esta forma del tejido humano fabricado acortaría el tiempo y el costo de producir nuevos fármacos, y permitiría también los exámenes críticos de las interacciones entre los fármacos dentro de un sistema similar al humano.

Human Livers in Mice Aid Therapeutics

• Creación de células madre óseas maduras:

• Nueva esperanza para la rodilla lesionada:

Fuente: Garry Gold

Hasta ahora ha sido muy difícil, si no imposible, reparar cartílagos debido al hecho que el cartílago carece de suministro de sangre para promover la regeneración. Ha habido una tasa del 50% de éxito a largo plazo usando cirugía de microfracturas en jóvenes adultos que padecen de lesiones deportivas, y poco o ningún éxito en pacientes con degeneración de cartílago generalizada, como la osteoartritis. Un ingeniero de tejidos financiado por el NIBIB ha desarrollado un gel biológico que se puede inyectar en un cartílago defectuoso después de la cirugía de microfacturas, para crear un entorno que facilita la regeneración. Sin embargo, para que este gel permanezca en su sitio dentro de la rodilla, los investigadores también desarrollaron un nuevo adhesivo biológico que puede adherirse tanto al gel como al cartílago dañado en la rodilla, manteniendo en su sitio al cartílago recién restaurado. 

La combinación de gel/adhesivo fue exitosa en la regeneración del tejido del cartílago, después de una cirugía en un ensayo clínico reciente de quince pacientes, todos los cuales reportaron disminución del dolor después de seis meses de la cirugía. En contraste, la mayoría de los pacientes de microfracturas, después de una disminución inicial del dolor, regresaron a su nivel original de dolor en un periodo de seis meses. Este investigador trabajó en colaboración con otro beneficiario del NIBIB para tomar imágenes de los pacientes que habían sido sometidos a cirugía, permitiendo a los científicos combinar nuevos métodos no invasivos para ver la evolución de los resultados en tiempo real.

• Regeneración de un riñón nuevo:

La habilidad de regenerar un riñón nuevo de las propias células de un paciente proporcionaría un alivio importante para los cientos de miles de pacientes que padecen de enfermedades de riñón. Experimentando en células de rata, de cerdo y de humano, los investigadores apoyados por el NIDDK han marcado un nuevo rumbo en este frente, separando primero las células del órgano de un donante y usando el resto del andamio de colágeno para ayudar a guiar el crecimiento del tejido nuevo. 

Para regenerar un tejido viable de riñón, los investigadores sembraron los andamios del riñón con células epiteliales y endoteliales. El tejido resultante del órgano pudo despejar metabolitos, reabsorber nutrientes y producir orina en ratas tanto in vitro como in vivo. Este proceso se usó anteriormente para la bioingeniería de corazón, de hígado y de pulmón. La creación de tejido trasplantable, para reemplazar en forma permanente la función del riñón, es un gran adelanto en la superación de los problemas de falta de donadores de órganos y la morbilidad asociada con la inmunosupresión en trasplantes de órganos.