Diseño de nuevas estrategias moleculares para la funcionalización de colágeno tipo I en ingeniería tisular ósea

Abstract

El colágeno tipo I, funcionalizado con proteína morfogenética de hueso 2 (BMP-2), es un biomaterial ampliamente utilizado en ingeniería tisular y cirugía ortopédica como alternativa al implante de hueso autólogo en los casos que lo requieran. Sin embargo, las altas dosis de BMP-2 necesarias no sólo incrementan los costes de estos tratamientos, sino que pueden desencadenar efectos adversos en los pacientes. Por estos motivos, la ingeniería tisular está a la búsqueda de alternativas para reducir las dosis de BMP empleadas actualmente.

En este sentido, en la presente Tesis Doctoral se plantearon dos alternativas diferentes para funcionalizar esponjas de colágeno tipo I comerciales (Helistat®) con el objetivo de aumentar su capacidad de inducir la formación de hueso: 1) el empleo de péptidos biomiméticos (secuencias RGD y/o PHSRN) derivados de la molécula de la matriz extracelular fibronectina y provistos de dominios con afinidad por el colágeno; 2) combinaciones de BMP-6 y el factor de crecimiento insulínico 1 (IGF-1), como alternativa a la BMP-2. Para evaluar la efectividad de estos tratamientos se estudió ampliamente su capacidad de promover la diferenciación osteoblástica de células madre mesenquimales in vitro y su potencial de inducir la formación de hueso in vivo en un modelo de osificación ectópica en ratas.

A la vista de los resultados obtenidos se pudo concluir que la cofuncionalización de las esponjas de colágeno empleadas con los dos péptidos biomiméticos dio lugar a un incremento de la adhesión de células al material, aunque no supuso un aumento significativo de su diferenciación osteoblástica ni consiguió mejorar los niveles de osificación ectópica inducida por BMP-2 in vivo.