Proyectos en ejecución

1.- “Ingeniería de tejidos: desarrollo y aplicación en Enfermedades oseo-metabolicas”.
Departamento de Ciencias Biológicas, Facultad de Ciencias Exactas, UNLP. Proyecto de Incentivos. Acreditado por la UNLP.

Director: Dra Ana M Cortizo; Co-director: Dr. Antonio D. McCarthy.

Resumen: Existe un gran número de situaciones fisiopatológicas (Osteoporosis, envejecimiento, Osteosarcomas, Diabetes Mellitus, Síndrome Metabolico, etc) que afectan al tejido óseo aumentando la incidencia de fracturas de los mismos respecto a la población general. Debido al mayor riesgo de fracturas y problemas en la cicatrización y regeneración del tejido óseo asociado con las condiciones antedichas, con frecuencia es necesario considerar tratamientos alternativos. La ingeniería de tejidos resulta promisoria ya que permite emplear matrices, con o sin el agregado de células y/o sustancias que promuevan el crecimiento tisular, con el fin de reparar diversas lesiones o traumas.
Este proyecto adquiere particular relevancia en virtud de la elevada prevalencia que posee la Diabetes y el Síndrome Metabólico, lo cual transforma a sus alteraciones esqueléticas en un problema de Salud Pública, aún sin resolución por desconocimiento de sus mecanismos causales. El objetivo general de este proyecto es desarrollar matrices combinando biomateriales de alto rendimiento, factores osteogénicos y técnicas de nanotecnología avanzada para diseñar un implante con características particulares para su aplicación en ingeniería de tejido óseo en enfermedades óseo-metabólicas.

 

2.- “Síndrome metabólico inducido por fructosa y su tratamiento con Metformina: efecto sobre las propiedades mecánicas, microarquitectura, metabolismo y regeneración del hueso”
Acreditado por: Agencia Nacional de Promoción Científica y Tecnológica (ANPCyT) Ministerio de Ciencia y Tecnología de la Nación. Raíces – Equipo de Trabajo.

IP: Dr. Antonio D. McCarthy. GR: Ana M Cortizo, José Ignacio Aguirre.

Resumen: El síndrome metabólico (SM) se define como la confluencia de varias alteraciones que conllevan un elevado riesgo cardiovascular: obesidad central y global, tolerancia a la glucosa alterada, dislipemia e hipertensión. Su frecuencia se encuentra en aumento, y en nuestro país afecta a más del 20% de la población adulta. Para reducir el riesgo cardiovascular de un paciente con SM, con frecuencia se indica un tratamiento farmacológico que incluye a la Metformina. Recientemente ha surgido evidencia que asocia al SM con una disminución en la masa y/o calidad ósea, lo cual genera un aumento en la incidencia de fracturas osteoporóticas no vertebrales. Se han desarrollado modelos de roedores alimentados con una dieta rica en fructosa, los cuales luego de algunas semanas manifiestan varias características del SM. Usando uno de dichos modelos, en nuestro Laboratorio hemos encontrado que a corto plazo (semanas) el SM comienza a generar alteraciones significativas en el metabolismo óseo. Nuestro grupo también ha demostrado que la Metformina posee efectos osteogénicos directos tanto in vitro como in vivo, y que esta droga es capaz de prevenir osteopatías en modelos de ratas con Diabetes mellitus. La hipótesis de este proyecto es que el SM induce una disminución en el potencial osteogénico de las células estromales mesenquimáticas presentes en la médula ósea (CPMO), generando en consecuencia alteraciones en la funcionalidad del hueso, así como en su capacidad para reparar lesiones. Adicionalmente, que dichas alteraciones pueden ser prevenidas mediante un tratamiento oral con Metformina. Para probar dicha hipótesis, utilizaremos ratas alimentadas durante tres meses con una dieta rica en fructosa para evaluar los efectos del SM sobre el hueso a más largo plazo. Dicha evaluación pretende ser integral y abarcar diferentes aspectos funcionales del hueso (compromiso fenotípico de las CPMO; metabolismo, celularidad, microarquitectura, capacidad de regeneración y propiedades mecánicas óseas). Asimismo, determinaremos si las alteraciones óseas inducidas por el SM pueden ser prevenidas por un tratamiento oral con Metformina, intentando elucidar los mecanismos involucrados en cada caso. Para llevar adelante este proyecto, se combinarán y complementarán las experticias y metodologías existentes en el Laboratorio de Investigaciones en Osteopatías y Metabolismo Mineral, Universidad Nacional de La Plata (modelo animal de SM y lesión ósea, cultivos celulares, histomorfometría estática de hueso descalcificado, pruebas mecánicas) con las existentes en el Department of Physiological Sciences, College of Veterinary Medicine, University of Florida, Gainesville, USA (histomorfometría estática y dinámica de hueso sin descalcificar, pQCT).

 

3.- “Desarrollo de matrices inteligentes basadas en alginatos y estroncio para ingeniería de tejido óseo”.
Acreditado por: Agencia Nacional de Promoción Científica y Tecnológica (ANPCyT) Ministerio de Ciencia y Tecnología de la Nación. Plan Argentina Innovadora 2010. Equipo de Reciente Formación.

IP: Dr. Juan Manuel Fernandez.

Resumen: Además de grandes fracturas óseas causadas por traumatismo, existen un gran número de patologías (Osteoporosis, Osteosarcomas, Diabetes Mellitus, etc) que afectan al tejido óseo aumentando la incidencia de fracturas de los mismos respecto a la población general. Actualmente, se utilizan distintas técnicas para ayudar en la reparación del hueso dañado tales como la utilización de yeso o férula, clavos, tornillos, placas de osteosintesis, implantes metálicos o prótesis e injertos de distintas naturalezas (autoinjerto, aloinjerto y xenoinjerto). Todas estas técnicas poseen ventajas y desventajas. Por ejemplo los metales, si bien son capaces de soportar cargas elevadas, pueden sufrir fatigas, desgastes, corrosión y son necesarias cirugías posteriores para extraerlos del cuerpo. En el caso de las prótesis, suelen aflojarse, ya que presentan problemas de estabilidad en la superficie debida a la baja osteointegracion resultando en micromovimientos en la interfase hueso-implante, dañando al hueso fijado, además de que también pueden sufrir fatigas, desgastes, corrosión. En relación al uso de injertos, las principales desventajas son las reacciones de rechazo y la carencia de donantes. Debido a la mayor expectativa de vida que existe en la actualidad y al crecimiento de la población global, es de esperar que los problemas que surgen por el deterioro de la calidad ósea se incrementen en los próximos años y con ellos los costos socio-económicos de los tratamientos. En vista de problemas como la falta de donantes, la transmisión de enfermedades virales y otras (aloinjerto y xenoinjerto), la necesidad de disminución de la morbilidad del sitio de extracción (en caso de autoinjertos) y la incapacidad de los metales a remodelarse, nace la INGENIARÍA DE TEJIDO ÓSEO. Esta ciencia interdisciplinaria utiliza diversos
materiales como por ejemplo polímeros, para generar matrices o scaffolds que sirvan de soporte para las células y una vez implantado en el sitio de lesión promueva y guíe la reparación ósea. El objetivo general de este proyecto es el desarrollo, caracterización y aplicación de matrices «inteligentes», basadas en Alginatos, que incluyan estroncio (Sr+2) como factor osteogénico y que funcionen además como un sistema de liberación del mismo para estimular la formación ósea mediada por los osteoblastos. Se propone el desarrollo y estudio de matrices a base de Alginato, utilizando Sr+2 como entrecruzante iónico y estimulante de la formación ósea y/o monómeros como entrecruzantes covalentes para aplicación en implantes de tejido
óseo.

4.- “Aplicación de materiales basados en residuos industriales para ingeniería de tejido óseo-cartilaginoso”.
Acreditado por PIO-CICPBA- CONICET.

Directores: Titular: Dra Ana M Cortizo; Co-Titular: Dra Maria Susana Cortizo.

Resumen: La pérdida del tejido esquelético es frecuente en individuos añosos, siendo una causa significativa de morbilidad crónica. Debido a las fallas que presentan los tratamientos tradicionales, la ingeniería de tejidos surge como alternativa promisoria de reparación tisular al combinar técnicas de ingeniería de materiales y ciencias de la vida. El objetivo de este proyecto es el desarrollo, caracterización y aplicación de biomateriales preparados a partir de residuos industriales nacionales; combinando un polímero natural, quitosano (obtenido como subproducto de la industria ictícola) y uno sintético basado en esteres fumáricos (subproducto de la industria petrolera nacional), con o sin el agregado de hidroxihapatita; que promuevan la regeneración tisular ósea. Se propone el empleo de una nueva metodología de síntesis basada en el uso de energía de microondas, la cual es una fuente de energía alternativa, segura y económica para llevar a cabo las reacciones de polimerización radical y radical controlada. Los biomateriales obtenidos serán empleados como scaffolds; y su citotoxicidad y biocompatibilidad analizada empleando células progenitoras de medula ósea de rata. Además, el desarrollo del presente plan permitirá la colaboración entre diferentes grupos para la obtención de un biomaterial de alto valor agregado y con propiedades mejoradas para su empleo en medicina regenerativa, cuya futura transferencia hacia el sector productivo impactará directamente en la salud humana.

 

Proyectos ejecutados

1.- “Matrices basadas en polímeros sintéticos para regeneración ósea y
cartilaginosa”.
IP: Dr. Juan Manuel Fernandez.
Acreditado por: Agencia Nacional de Promoción Científica y Tecnológica (ANPCyT)
Ministerio de Ciencia y Tecnología de la Nación. Investigador Joven
2.- “Estrategias para el tratamiento de las alteraciones óseas asociadas a
Diabetes mellitus utilizando biomateriales y Ranelato de estroncio”.
IP Dr Antonio D. McCarthy
Acreditado por: Agencia Nacional de Promoción Científica y Tecnológica (ANPCyT)
Ministerio de Ciencia y Tecnología de la Nación.
3.- “Osteopatia diabetica: Mecanismos, Prevención y Tratamiento”
Departamento de Ciencias Biológicas, Facultad de Ciencias Exactas, UNLP. Proyecto
de Incentivos
Director: Dra Ana M Cortizo; Co-director: Dr. Antonio D. McCarthy.