El hueso vivo es fascinante por su capacidad única para adaptarse al estrés mecánico y regenerarse sin dejar cicatrices. Durante la curación de una fractura, los vasos sanguíneos y las células óseas trabajan en estrecha colaboración para reemplazar gradualmente el tejido cartilaginoso inicial de la herida con vasos sanguíneos en crecimiento y tejido óseo nuevo.

Las células progenitoras óseas siguen de cerca el curso de los vasos recién formados, una observación conocida como acoplamiento angiogénico-osteogénico. Así se cura una pierna rota. Pero ¿qué pasa cuando se lesiona el cráneo ?

Un equipo de investigadores del Instituto Max Planck de Biomedicina Molecular en Münster, Alemania, ha logrado por primera vez utilizar un microscopio láser altamente especializado para observar la curación del hueso del cráneo y el crecimiento de nuevos vasos sanguíneos sin la co-migración de precursores óseos. células. El estudio se publica en Nature Communications .

Inicialmente, los vasos crecen solos sin células precursoras óseas para preparar el tejido óseo lesionado para la osificación posterior. Por lo tanto, este tipo de curación ósea se diferencia fundamentalmente de los procesos conocidos hasta ahora en los huesos tubulares.

Los vasos sanguíneos son esenciales para suministrar oxígeno y nutrientes vitales al cuerpo. En el sistema esquelético, los vasos sanguíneos tienen una morfología especializada y penetran en el hueso como una densa red vascular. Regulan la formación de células precursoras óseas mediante la liberación de moléculas de señalización y, por tanto, la formación, mantenimiento y regeneración del tejido óseo.

La curación de los huesos tubulares, o huesos largos de brazos y piernas, es un área de intensa investigación en ortopedia y cirugía traumatológica. Los huesos planos, como los que se encuentran en el cráneo, se diferencian de los huesos largos en que no soportan peso. Se encuentran más diferencias durante el crecimiento y desarrollo de estos tipos de hueso.

Los científicos del Instituto Max Planck han investigado ahora si los resultados sobre la curación de los huesos largos pueden trasladarse a los huesos planos o si existen diferencias.

Para observar el crecimiento de nuevos vasos sanguíneos durante la curación del hueso del cráneo, un equipo de investigadores de Max Planck ha desarrollado un método de microscopía intravital que les permite seguir el surgimiento de la vasculatura y el crecimiento interno de hueso nuevo in vivo durante más de un mes.

Utilizando un microscopio multifotónico especializado en estudios intravitales, los científicos pudieron penetrar profundamente en el tejido en regeneración y visualizar células vasculares y óseas , así como fibras de colágeno de la matriz ósea con alta resolución.

Gabriele Bixel, primer autor y líder del proyecto del estudio junto con Ralf Adams, explica: «Con nuestro nuevo enfoque experimental pudimos tomar imágenes intravitales en el mismo lugar durante varias semanas y así seguir la curación del hueso craneal. lesión desde el principio hasta el final del proceso de curación.»

«Durante la curación de una lesión ósea craneal, los vasos que brotaban no crecían muy cerca de las células precursoras óseas como las conocemos de los huesos largos. Para nuestra sorpresa, los vasos en regeneración primero crecieron solos en la herida ósea, como los pioneros, y Sólo cuando el suministro de oxígeno y nutrientes esté garantizado, las células óseas migrarán al lugar del hueso lesionado como una vaina multicelular y gradualmente comenzarán a osificar la lesión», explica Bixel.

Este tipo de curación del hueso del cráneo es fundamentalmente diferente de la curación de una fractura de fémur.

«Una fractura de fémur se cura formando primero un callo blando, un manguito de cartílago, alrededor del lugar de la fractura. Este callo de células de cartílago forma una estructura estabilizadora temporal alrededor del hueso roto», explica Bixel.

«A medida que el hueso sana, este callo blando se transforma gradualmente en tejido óseo en ambos lados, comenzando desde los extremos externos, mediante el crecimiento de vasos con células progenitoras óseas co-migratorias. Las células progenitoras óseas siguen el curso de los vasos recién formados en el en las inmediaciones», afirma Bixel.

El estudio actual examinó pequeñas lesiones en el hueso del cráneo. «Aún no podemos concluir qué papel desempeña la regeneración de los vasos sanguíneos en la curación de grandes defectos óseos o fracturas profundas del cráneo, como por ejemplo una fractura de la base del cráneo», afirma Bixel.

«Otra pregunta interesante para nosotros es cómo las células vasculares y óseas se comunican entre sí y crecen juntas en el hueso lesionado, y cómo y por qué este acoplamiento angiogénico-osteogénico se suprime durante la curación de pequeñas lesiones en el hueso del cráneo», dice Bixel.

Comprender la vasculatura y su papel central en la curación ósea es fundamental para desarrollar estrategias efectivas para mejorar la regeneración ósea. Este sigue siendo uno de los grandes retos a los que se enfrenta hoy en día la cirugía ortopédica.

Fuente: medicalxpress.com