Ensamblaje de tendones de ingeniería para sondear la diafonía celular en la enfermedad y la reparación

Los tendones facilitan el movimiento transmitiendo fuerzas del músculo al hueso. Aunque las lesiones de los tendones son comunes, son bastante difíciles de tratar y el resultado para los pacientes suele ser deficiente. En la actualidad, todos los tratamientos de las lesiones tendinosas implican algún tipo de fisioterapia, y esto refleja el hecho de que las fuerzas mecánicas desempeñan un papel tan central en la biología de los tendones.

Realmente no existen buenos modelos experimentales para estudiar el daño y la reparación de los tendones, por lo que mi laboratorio está desarrollando activamente nuevos modelos que puedan capturar mejor las características importantes de la fisiología y la fisiopatología de los tendones. En estudios previos, pudimos demostrar que el núcleo del tendón, que representa la parte que soporta la carga del tendón, tiene por sí mismo una capacidad de reparación muy limitada. En combinación con otras investigaciones en el campo, planteamos la hipótesis de que un núcleo lesionado reclutaría células del compartimento del tendón extrínseco para ayudarlo a sanar.

El sistema de modelo de tendones de ingeniería tisular puede proporcionar un entorno 3D cargable, pero no coincide con las complejidades de una matriz exocelular in vivo. Los sistemas modelo de explante lo hacen, pero a menudo son difíciles de mantener vivos y se cargan mecánicamente durante períodos de tiempo más largos o carecen del compartimento extrínseco que es central para los procesos de reparación. Nuestro exclusivo sistema de modelos combina las ventajas de los explantes de núcleo derivados del tendón de la cola marina con las de los sistemas de base de hidrogel 3D.

Proporciona una matriz central cargable, similar a la de in vivo, junto con un compartimento extrínseco artificial. Su composición se puede ajustar a la hipótesis de investigación y a la barrera biomimética intercompartimentada entre ambas. Nuestros ensamblajes de explantes de hidrogel híbrido se encuentran en una posición privilegiada para estudiar la biología del núcleo del tendón, las interacciones de la función de la estructura de la matriz y las interacciones intercompartimentales entre poblaciones celulares específicas en un microentorno sintonizable con precisión.

Los descubrimientos de los estudios realizados con este sistema guiarán la investigación in vivo y el desarrollo de tratamientos.