Detener el dolor desde el interior

Células de cartílago 'inteligentes' desarrolladas en los Hospitales Shriners de St. Louis, liberan medicamento cuando sufren estrés

¿Qué pasaría si, en lugar de tratar el dolor después de la cirugía con una pastilla o un goteo intravenoso, las propias células del paciente pudieran activarse para prevenirlo?

Este es uno de los objetivos de un nuevo campo de la medicina creado por investigadores del Centro de Investigación de los Hospitales Shriners para Niños de St. Louis.

Se llama "mecanogenética" y su primer objetivo es detener el daño causado por la osteoartritis, una enfermedad articular dolorosa. El trabajo de investigadores de los Hospitales Shriners para Niños de St. Louis y su socia, la Facultad de Medicina de la Universidad de Washington, se publicó en línea el 27 de enero en la revista Science Advances.

"Los medicamentos como el ibuprofeno y el naproxeno, que alivian el dolor articular y reducen la inflamación sistémica, son los principales tratamientos para el dolor provocado por la osteoartritis, pero no existen terapias que realmente prevengan el daño en las articulaciones de los pacientes con esta forma debilitante de artritis", dijo el investigador sénior Farshid Guilak. , Ph.D., director del Centro de Investigación de los Hospitales Shriners para Niños de St. Louis. "A través de la mecanogenética, podemos diseñar células de cartílago para responder a la carga mecánica de la articulación. "Cada vez que las células sufren ese estrés, producen un medicamento biológico antiinflamatorio para reducir la inflamación y limitar el daño relacionado con la artritis".

Esa noticia puede parecer un milagro para las 78 millones de personas que se calcula que padecen artritis en los Estados Unidos, pero para Guilak es un punto de referencia en más de tres décadas de trabajo en el estudio de lo que les sucede a las articulaciones cuando se las somete a presión.

Guilak y su equipo realizaron por primera vez experimentos en el laboratorio utilizando células de cartílago de cerdos para descubrir cómo detectan cuando sufren estrés mecánico. Esos experimentos revelaron circuitos clave en las células que responden al estrés, según Robert J. Nims, Ph.D., investigador posdoctoral en el laboratorio de Guilak y primer coautor del estudio.

Las células típicas responden a este estrés provocando inflamación, lo que conduce a la degradación del cartílago. Sin embargo, las células del cartílago desarrolladas en estos experimentos respondieron secretando un medicamento antiinflamatorio que bloqueó el daño del cartílago.

"Alteramos fragmentos de ADN en las células para indicarles que hicieran algo diferente de lo normal cuando detectan una carga", dijo Guilak. "Es decir, para hacer un medicamento para combatir la artritis".

Ese medicamento se llama anakinra, o la marca Kineret, que se usa para tratar la artritis reumatoidea y parece prometedor para el tratamiento de la osteoartritis que se produce después de una lesión articular. Estudios previos del medicamento han demostrado que es seguro para los pacientes pero ineficaz cuando se inyecta en una articulación una sola vez. Guilak dijo que cree que se debe a que, para que funcione bien, el medicamento debe liberarse en las articulaciones artríticas durante períodos más largos.

Lara Pferdehirt, primera coautora, ingeniera biomédica y asistente de investigaciones graduada en el laboratorio de Guilak, dijo que es como encender una luz. "Con una luz, se acciona un interruptor y se enciende una bombilla", dijo. "Pero en este caso, el interruptor es la carga mecánica de una articulación, y la bombilla es el medicamento antiinflamatorio".

Además de reducir la inflamación en las articulaciones artríticas, el hecho de que las células de cartílago específicas administren el medicamento solo cuando y donde se necesite debería permitir evitar los efectos secundarios asociados con la administración a largo plazo de un medicamento antiinflamatorio fuerte a todo el cuerpo. Esos efectos secundarios pueden incluir dolor de estómago, diarrea, fatiga y pérdida del cabello.

Todo lo cual nos lleva a otros posibles usos de las células que pueden diseñarse para administrar medicamentos o tratamientos preventivos de forma natural. Aunque todavía faltan años para que esta tecnología esté disponible para los pacientes, el equipo de Guilak planea usar la mecanogenética para alterar otros tipos de células para producir diferentes medicamentos. "Podemos crear células que produzcan automáticamente medicamentos para aliviar el dolor, antiinflamatorios o factores de crecimiento para hacer que el cartílago se regenere", dijo. "Creemos que esta estrategia podría ser un marco para hacer lo que podríamos necesitar para programar células para administrar terapias en respuesta a una variedad de problemas médicos".