La reconstrucción craneofacial es necesaria para tratar diversas afecciones, incluidos defectos congénitos craneofaciales, daños causados ​​por el tratamiento del cáncer de cabeza y cuello y lesiones faciales traumáticas. Estos casos no sólo afectan la función sino que también pueden causar o contribuir a dificultades psicológicas y sociales. Sin embargo, hasta ahora ha sido difícil reconstruir las características naturales con técnicas de cirugía plástica, entre otras causas, porque el tejido trasplantado a menudo es rechazado por el receptor sin inmunosupresores. Ahora, un equipo de investigadores de la Universidad de Montana (EEUU) han hallado un nuevo método para generar cartílago humano de la cabeza y el cuello.

Para modelar el desarrollo del cartílago craneofacial humano, los investigadores generaron organoides de cartílago craneofacial a partir de células madre embrionarias humanas (hESC) y células madre pluripotentes inducidas (iPSC). "Las células que normalmente dan lugar a este tipo de cartílago se llaman células de la cresta neural. Encontramos un método novedoso para generar organoides craneofaciales a partir de células de la cresta neural", afirmó Mark Grimes, profesor de biología en la División de Ciencias Biológicas de la UM. "Se han inducido células madre para que se conviertan en el tipo de célula que normalmente forma el cartílago craneofacial humano. Estas células madre pueden replicarse y también convertirse en diferentes tipos de células", agregó.

Tratamientos eficaces

En base a su objetivo, el equipo utilizó un análisis extenso de marcadores biológicos y técnicas de reconocimiento de patrones de aprendizaje automático para comprender las vías de señalización celular involucradas cuando las células se diferencian en cartílago. "Para utilizar células madre derivadas de pacientes para generar cartílago craneofacial en el laboratorio, es necesario comprender los mecanismos de diferenciación específicos de los humanos", indicó el prof. Grimes.

Los investigadores estudiaron datos de expresión genética a nivel de ARN y proteínas para revelar cómo surgen las células del cartílago a partir de células madre. Revelaron que las células madre se comunican en las primeras etapas para convertirse en cartílago elástico, que, por ejemplo, forma los oídos humanos.

El cultivo de cartílago en el laboratorio también podría conducir a tratamientos eficaces para reparar el daño del cartílago craneofacial debido a lesiones. "Nuestro objetivo es desarrollar un protocolo para la generación de cartílago craneofacial para trasplante utilizando células madre humanas", concluyó dicho investigador.