Una técnica de imágenes actualmente disponible sólo en sincrotrones como la Fuente de Luz Canadiense de la Universidad de Saskatchewan (USask) podría algún día permitir a los médicos detectar la osteoartritis mientras los pacientes todavía pueden ser tratados con medicamentos antes de que requieran un reemplazo de articulación, gracias a la investigación del científico de USask Brian Eames y sus colegas.
En un par de estudios publicados en Biofabrication y PLOS ONE , Eames, profesor de Anatomía, Fisiología y Farmacología en la Facultad de Medicina de la Universidad de Cambridge, descubrió que la obtención de imágenes por contraste de fase (PCI) detecta cambios muy sutiles en el cartílago . Afirma que la técnica, que aprovecha la luz de alta energía producida por el sincrotrón, proporciona imágenes «fantásticas» del cartílago.
En el estudio más reciente en Biofabrication , Eames y sus colegas Daniel Chen, de la Facultad de Ingeniería; Ali Honoramooz, de la Facultad Occidental de Medicina Veterinaria; Bill Dust, de la Facultad de Medicina; y el estudiante de doctorado Hamed Alizadeh utilizaron PCI para determinar qué tan bien el cartílago bioimpreso en 3D podía reparar las articulaciones dañadas.
Compararon el rendimiento de las células impregnadas en dos materiales diferentes: uno, un material blando llamado hidrogel, y el otro, una construcción híbrida que combina hidrogel con un material plástico rígido. Plantearon la hipótesis de que la construcción híbrida protegería a las células de las fuerzas en la articulación en recuperación, de modo que se pudiera formar el tipo adecuado de cartílago (hialino).
Cuando implantaron estos materiales en las articulaciones de los animales, los investigadores descubrieron que ambos ayudaban a formar cartílago nuevo, y que el hidrogel funcionaba ligeramente mejor en algunos aspectos. Sin embargo, el híbrido tenía una ventaja: formaba menos fibrocartílago, lo que era coherente con la hipótesis del equipo. El fibrocartílago es una forma más resistente de cartílago que se crea cuando las articulaciones están sometidas a estrés. Tener menos fibrocartílago proporciona un mejor funcionamiento de las articulaciones.
Crédito: Canadian Light Source
En un estudio anterior , Eames descubrió que la resolución superior de la PCI permitía un mapeo más preciso de la superficie del cartílago articular que la MRI (actualmente la técnica de imágenes preferida para la osteoartritis).
Eames dice que, si bien ambos conjuntos de resultados son interesantes, está más entusiasmado por el potencial que sugieren para llevar la PCI al ámbito clínico. La precisión de la PCI y la capacidad de detectar cambios sutiles «podrían aumentar la capacidad de detectar la osteoartritis antes que el seguimiento clínico habitual», lo que ofrecería a los médicos más opciones para el tratamiento temprano y a los investigadores nuevos objetivos potenciales para el desarrollo de fármacos.
Si bien un sincrotrón del tamaño de un campo de fútbol nunca será un componente estándar de una sala de imágenes de un hospital, Eames dice que algunas empresas ya están trabajando en formas de adaptar la tecnología para hacerla portátil para uso clínico.
«El [CLS] es un buen caso de prueba para la tecnología que otros pueden intentar adaptar para el uso clínico en humanos», afirma.
Más información: Hamed Alizadeh Sardroud et al, Estudio comparativo sobre la formación de cartílago hialino frente a fibrocartílago en un modelo porcino mediante el uso de hidrogeles bioimpresos en 3D y construcciones híbridas, Biofabrication (2024). DOI: 10.1088/1758-5090/ad88a6
Suranjan Bairagi et al., La resonancia magnética sobreestima el grosor y el volumen del cartílago articular en comparación con las imágenes de contraste de fase con radiación de sincrotrón, PLOS ONE (2023). DOI: 10.1371/journal.pone.0291757
