La terapia génica Convierte injerto óseo Dead Para Nuevo, tejido vivo

Abril 29, 2016 Admin Salud 0 1
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Los investigadores crearon una forma de transformar el hueso muerto de un injerto óseo trasplantado en el tejido vivo en un experimento con ratones. El avance, que utiliza la terapia génica para estimular el cuerpo en el tratamiento férula externa como el hueso vivo, es un desarrollo prometedor para los miles de pacientes que sufren de cáncer y trauma cada año sufren de injertos óseos frágil y falló. Los resultados fueron publicados en línea el 13 de febrero y aparecerá en la edición del 01 de marzo de la revista Nature Medicine.

El procedimiento, diseñado por un equipo dirigido por Edward M. Schwarz, Ph.D., profesor asociado de ortopedia y de microbiología e inmunología en la Universidad de Rochester Medical Center, está diseñado para ayudar a las personas posiblemente con varios tipos de cáncer o lesión que el tratamiento consiste en la sustitución de grandes sectores de hueso. Los tumores como el osteosarcoma, uno de los tipos más comunes de tumores óseos o tumores que se producen huesos adyacentes, a menudo necesita ser tratada mediante la eliminación de la parte enferma del hueso y su sustitución por la única alternativa disponible - una sección donado médula comparable a un cadáver. El hueso nuevo férula se atornilla, literalmente, en su lugar, dar al paciente la mayoría de la fuerza y ​​el apoyo del original hueso. Bone, a diferencia de cualquier otro tejido del cuerpo humano, aún puede realizar cualquiera de sus funciones, soporte estructural, incluso si todas las células son completamente muerto. Un problema grave, sin embargo, cuando el hueso se desgasta con el tiempo.

"Las actividades cotidianas provocan fracturas microscópicas en los huesos", dice Schwarz. "Estas fracturas son normales y saludables, y nuestros huesos volver a tejer constantemente. Pero cuando el hueso está muerto, no hay curación, y esas pequeñas fracturas comienzan a acumularse hasta que finalmente, tal vez en 10 años, la sección colapsos implantados, y cirugía más drástica se hace necesaria. "




Para hacer que el hueso trasplantado más robusto, Schwarz examinó la actividad de los genes y proteínas que regulan su salud. Su equipo reemplazó secciones de huesos en docenas de ratones, utilizando segmentos sanos y muertos, y luego escanea el tejido inflamatorio que rodea a las diferencias en los niveles de genes activos. Él descubrió que los genes que crean dos proteínas claves en el hueso vivo, llamadas RANKL y VEGF, apenas se manifestaron alrededor del hueso muerto. A continuación, cambió a un virus inofensivo para traer estos genes, han desarrollado un método de liofilización de una pasta que contiene el virus de manera que se puede manejar fácilmente, y ha pintado directamente sobre un injerto de hueso durante la cirugía.

Numerosas pruebas en ratones confirmaron que el virus ha penetrado en el tejido inflamatorio alrededor de los muertos hueso y encendidos genes. El cuerpo del ratón comenzó a tratar el hueso implantado como si fuera su propio tejido en lugar de un objeto extraño, que normalmente desencadenar el cuerpo para envolver los "Invader" en el tejido de la cicatriz.

"Este reconocimiento es la clave", dice Schwarz. "Y" en ese momento que el cuerpo realmente comienza a cambiar la férula hueso muerto, extranjera, en el cuerpo, precisamente,, hueso vivo entero. "

Esta transformación puede ocurrir porque los mamíferos utilizan sus esqueletos, tanto para el apoyo y como una especie de "banco de calcio." Si el calcio, el cual es necesario para funciones importantes, como mantener el cerebro y el corazón, es baja, las células llamadas osteoclastos excavan el calcio de nuestros huesos. Esto es por qué los médicos alientan a las mujeres después de la menopausia tomar suplementos de calcio, por lo que el cuerpo no saquean sus huesos para las necesidades de calcio. El proceso funciona en ambas direcciones, afortunadamente, como otro conjunto de células, llamadas osteoblastos, reconstruye el hueso cuando el cuerpo tiene un exceso de calcio. En un año, una persona sana puede eliminar y reconstruir el 10 por ciento de su estructura ósea.

Este proceso de desmontaje y la reconstrucción se activa en el hueso muerto cuando Schwarz pinta con el virus modificado genéticamente. Nuevos vasos sanguíneos empiezan a crecer alrededor y dentro del peroné, despojándolo en momentos en que el cuerpo necesita calcio, y la reconstrucción, cuando los niveles de calcio aumentan. El hueso que se reconstruyó es ahora totalmente al paciente la propia, como si el muerto los huesos era una casa siendo renovado por la sustitución de un solo ladrillo a la vez sin que se rompa la estructura entera de diferencia.

Estudios de Schwarz con ratones mostraron sus férulas muertos se convierten rápidamente en el hueso nuevo y sano. Diseños que el hueso se transforma completamente en tan sólo un año, y que un hueso humano podría ser completamente convertido en sólo cinco años. La Fundación de Transplante musculoesqueléticos ha intentado durante dos décadas para conquistar los problemas que complican los trasplantes de hueso, y el grupo se ha comprometido a seguir apoyando la búsqueda de Schwarz. Schwarz espera comenzar los ensayos en humanos comienzan con el procedimiento pronto.

"Esta tecnología parece tener un efecto dramático en las tasas de éxito para los pacientes con cáncer, que de otro modo se enfrentan a decisiones tan drásticas como la amputación", dice Arthur A. Gertzman, vicepresidente ejecutivo de investigación y desarrollo para Fundación de Transplante musculoesqueléticos.

Otros científicos han tratado de invocar una reacción similar en las proteínas de crecimiento-infusión de tejido óseo muerto directamente en el hueso. Esto ha demostrado ser eficaz para pequeños injertos de hueso usados ​​en la fusión espinal, pero no para injertos más grandes, porque las proteínas eficacia 'desaparecen en unas pocas horas. En contraste, el método de la terapia génica dispara el tejido que rodea el injerto para producir las proteínas de forma continua durante hasta tres semanas, tiempo suficiente para que el cuerpo para desencadenar la remodelación ósea perpetua respuesta. Las células madre han visto el éxito en esta área, pero Schwarz dice su atractivo se ve disminuida debido a que su gestión - mantener vivo y listo para usar - es, con mucho, la más difícil de las pastas Schwarz viral, que puede ser almacenado en temperatura ambiente y no interfiere con injerto quirúrgico normal.

"Estamos muy entusiasmados con las perspectivas de esta tecnología", dice Schwarz. "Nuestro objetivo final es aplicar esto a uno de los santos griales de ortopedia -. A diferencia de la reparación del cartílago del hueso, cartílago dañado, incluso en una persona sana, no puede volver a crecer o repararse a sí mismo.

"Es un reto más pronunciada que requeriría tecnologías adicionales como la terapia génica activado por la luz (lagt) de genes diana específicos del sitio a la orilla del cartílago dañado durante la cirugía artroscópica, pero estamos tratando de utilizar la misma idea desencadenando el cartílago para rehacer a sí mismo ".

El trabajo de Schwarz en la revitalización de los huesos y lagt acaba de ser reconocido como uno de los descubrimientos más importantes del año para la Sociedad Ortopédica Investigación (SRO) y la Academia Americana de Cirujanos Ortopédicos (AAOS). La próxima semana la ORS honrarán Schwarz con uno de los premios más prestigiosos en ortopedia, 2005 Premio Delta Kappa Joven Investigador. El honor lleva una bolsa de 20.000 dólares para ampliar su investigación.

Schwarz es también fundador y presidente de la compañía de biotecnología con sede en Rochester Läget, una empresa Schwarz separó de su investigación universitaria. La compañía aspira a comercializar los resultados de la investigación sobre la terapia génica Schwarz activados por la luz y ha licenciado la tecnología de la universidad.

También participaron en la Universidad de Rochester fueron Hiromu Ito, Mette Koefoed, Prarop Tiyapatanaputi, Kirill Gromov, J. Jeffrey Goater, Jonathan Carmouche, Xinping Zhang, Paul T. Rubery, Regis J. O'Keefe, y Brendan F. Boyce. Otros autores como Joseph Rabinowitz y R. Jude Samulski de la Universidad de Carolina del Norte; Takashi Nakamura, de la Universidad de Kyoto en Japón; Hospital de Soballe Kjeld y la Universidad de Aarhus en Dinamarca. El trabajo fue financiado por los Institutos Nacionales de Salud, la Investigación Ortopédica y Fundación para la Educación y la Fundación de Transplante musculoesqueléticos.

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