El diario en línea Scientific Reports detalló recientemente un estudio de Johns Hopkins Medicine que respalda investigaciones previas sobre cómo una señal de proteína celular facilita la formación tanto de hueso como de grasa en células madre particulares. El estudio también muestra que esta señal proteica puede ser influenciada para construir hueso.

Los investigadores creen que manipular la proteína, también conocida como WISP-1, a favor de la construcción de hueso podría significar una curación más rápida de fracturas, reducir los tiempos de recuperación quirúrgica y potencialmente prevenir la pérdida ósea que ocurre como consecuencia del envejecimiento, lesiones y enfermedades.

«Con la edad, el cuerpo reduce la producción de células óseas y, como resultado, perdemos masa ósea», dijo el Dr. Bill Johnson, un médico especializado en células madre en Dallas, Texas.

Las células madre son células regenerativas con la capacidad de desarrollarse en una amplia gama de tejidos. Las células madre también pueden regenerarse sin límite para reemplazar o reparar tejido que ha sido lesionado o dañado por enfermedades.

«Cuando los tejidos u órganos se ven afectados por lesiones o enfermedades, emiten una señal a las células madre que hibernan en la zona para que se despierten y comiencen a trabajar», dijo Johnson.

La señalización celular es una parte crítica del funcionamiento de las células; regula las actividades celulares, incluyendo el desarrollo, la inmunidad, el funcionamiento diario y el mantenimiento del entorno celular y la reparación de tejidos. Los investigadores de Johns Hopkins esperan que cambiando el comportamiento de WISP-1 puedan inducir a un tipo específico de células madre llamadas células madre perivasculares a convertirse en hueso en lugar de grasa.

Durante el estudio, los investigadores de Maryland utilizaron células madre modificadas genéticamente para bloquear la producción del cuerpo de la proteína WISP-1. Luego analizaron la actividad genética de las células sin WISP-1 y encontraron que cuatro genes que desencadenan la formación de células grasas estaban presentes a niveles que eran del 50 al 200 por ciento más altos que en las células de control que contenían niveles normales de proteína.

El siguiente paso de los investigadores fue crear células madre del tejido adiposo humano con la capacidad de producir más proteína WISP-1 que las células normales. Encontraron que los genes que controlan la formación de hueso eran dos veces más activos en estas nuevas células. También descubrieron que la actividad de los genes que crean grasa se redujo en un 42 por ciento.

La siguiente fase del proyecto consistió en probar si la proteína WISP-1 podría usarse para mejorar los tiempos de curación ósea. Para ello, utilizaron ratas que se sometieron a una fusión espinal, un procedimiento que se realiza en personas para reducir el dolor o restaurar la estabilidad fusionando las vértebras utilizando una varilla de metal para que crezcan en un hueso más fuerte y único.

Según la Agencia para la Investigación y Calidad del Cuidado de la Salud de los EE. UU., se realizan 391,000 fusiones espinales en los EE. UU. cada año.

La recuperación de un procedimiento de fusión espinal toma entre cuatro y seis semanas y requiere una cantidad significativa de descanso mientras se forman nuevas células óseas. Acelerar el proceso de generación de células óseas podría significar que los largos períodos de descanso, y el riesgo de complicaciones, pueden reducirse.

Además de imitar el procedimiento quirúrgico humano en las ratas, los investigadores también inyectaron células madre humanas con la proteína WISP-1 entre los huesos espinales recién fusionados.

Cuatro semanas después del procedimiento, los investigadores examinaron el tejido espinal de las ratas de prueba y notaron altos niveles de la proteína WISP-1, así como la formación de nuevo hueso. Las ratas que no recibieron inyecciones de proteína WISP-1 no mostraron una fusión ósea exitosa durante el período de cuatro semanas posterior a la cirugía.

Estos hallazgos muestran promesa y potencial para tratar fracturas causadas por lesiones y enfermedades óseas. Según la Oficina del Cirujano General, 1.5 millones de estadounidenses sufren una fractura relacionada con enfermedades óseas anualmente.

El equipo de Johns Hopkins también espera que su investigación pueda usarse para aumentar la producción de células grasas y ayudar a tratar la curación de heridas de tejido blando también.

Fuente:

Johns Hopkins Medicine. «La señal de células madre impulsa la construcción de nuevos huesos: si se aprovecha en las personas, podría acelerar la recuperación de fracturas óseas, fusiones espinales y osteoporosis.» ScienceDaily. ScienceDaily, 7 de enero de 2019.