Un estudio ha descubierto un nuevo enfoque para producir células de cartílago, con enormes implicaciones en la medicina regenerativa para lesiones de cartílago, que afectan a 350 millones de personas en el mundo que sufren dolor y molestias, y tratamientos para la degeneración del cartílago, como la artritis y el trastorno de la articulación temporomandibular (ATM).

Sin embargo, el nuevo estudio dirigido por el profesorado del Instituto Forsyth y publicado en la revista ‘Science Advances’, sugiere nuevas estrategias para fabricar células de cartílago con enormes implicaciones en la medicina regenerativa para futuros tratamientos de lesiones y degeneración del cartílago.

En su artículo los coautores Takamitsu Maruyama y Daigaku Hasegawa, y el autor principal Wei Hsu, científico principal del Instituto Forsyth y profesor de Biología del Desarrollo en la Universidad de Harvard, describen dos descubrimientos innovadores, entre ellos una nueva comprensión de una proteína multifacética llamada beta-catenina.

¿Cómo regenerar el cartílago?

"El objetivo de este estudio –explica el doctor Maruyama, de Forsyth– era averiguar cómo regenerar el cartílago. Queríamos determinar cómo controlar el destino de las células, para hacer que la célula somática se convirtiera en cartílago en lugar de hueso".

Anteriormente, se pensaba que la vía de transducción de señales Wnt era la que determinaba si una célula se convertía en hueso o en cartílago. El factor maestro que transduce las señales Wnt es la beta-catenina. La base de esta creencia era el resultado de que cuando se interrumpía la beta-catenina, el hueso se convertía en cartílago.

Sin embargo, la beta-catenina también actúa como molécula de adhesión celular para facilitar la interacción célula-célula, la función original identificada antes del descubrimiento de su papel en la señalización Wnt. "Sabemos que esta molécula es importante para la determinación del destino de las células, pero el mecanismo quedaba pendiente de estudio", explica Hsu.

El equipo probó lo que ocurriría cuando la beta-catenina estuviera sólo parcialmente impedida para la señalización, descubriendo que, en ese caso, las células eran incapaces de formar hueso o cartílago. Tras estas pruebas, los científicos concluyeron que la señalización Wnt es determinante para la formación de hueso, pero que no es suficiente para la generación de cartílago.

"Queríamos saber cuál era el factor que determinaba el destino de las células —recuerda Maruyama– y qué reprograma una célula para convertirse en cartílago si no es la señalización Wnt.

Esta pregunta condujo a un segundo gran descubrimiento: GATA 3, una acción alternativa de la beta-catenina responsable del cambio de destino de las células esqueléticas. GATA3 es un regulador génico único que activa la expresión génica específica del cartílago en las células.

"Básicamente –explica Wei Hsu– GATA3 se une a las secuencias del genoma necesarias para la reprogramación. GATA3 cambia las reglas del juego porque podemos utilizarlo para cambiar potencialmente cualquier célula somática para que se convierta en una célula formadora de cartílago, de forma similar al uso de cuatro factores de células madre para generar células similares a las células madre embrionarias llamadas células madre pluripotentes inducidas (iPSC)".

Poder controlar el destino de las células de esta manera permite dirigir una célula para que se convierta en hueso, cartílago o grasa, lo que tiene enormes implicaciones para crear nuevos tratamientos para 1 de cada 4 personas que viven con lesiones y degeneración del cartílago. En la actualidad no existe ningún tratamiento que pueda regenerar el cartílago, y los tratamientos actuales son incapaces de mejorar la función articular.

Esta investigación abre nuevas vías de exploración para los científicos y supone un emocionante avance en la investigación de la regeneración de tejidos con la promesa de un alivio significativo para miles de pacientes, aseguran sus autores.