Max G. Levy
Las células de cartílago que contienen grasa explican por qué algunos tejidos esqueléticos son menos rígidos que otros y algún día podrían cultivarse en laboratorios para producir mejores materiales para realizar cirugías reconstructivas.
Un recién descubiertoUn tipo de célula diferente podría transformar la forma en que se realizan las cirugías plásticas, desde reconstrucciones faciales hasta operaciones de nariz.
Los trasplantes de cartílago son fundamentales en muchos procedimientos, ya que se utilizan para reparar paladares hendidos, corregir orejas faltantes o deformadas o reparar daños en la laringe causados por cáncer. También son comunes en los aumentos de nariz electivos.
Pero los resultados no siempre son estelares. Los cirujanos a menudo recurren a la transferencia de cartílago de la costilla, que es rígida, o al uso de implantes de silicona, pero ninguno de estos materiales es idéntico al material real. Los tejidos implantados no son tan flexibles como aquellos en los que se implantan y no pasan a formar parte del tejido natural. “A menudo no se integran y se mueven”, dice Maksim Plikus, biólogo celular de la UC Irvine. “La nariz se tuerce y necesita otra revisión”.
Sin embargo, un tejido recientemente definido que se esconde en las partes flexibles del cuerpo de los animales podría cambiar esta situación. Se trata de un lipocartílago que Plikus y su equipo detectaron por primera vez hace más de una década mientras estudiaban las orejas de los ratones. Las células que Plikus observó a través del microscopio eran claramente
más grasas que las células que normalmente forman el cartílago, conocidas como condrocitos. Tal vez fueran células grasas, conocidas como “adipocitos”, pensó.
“Son grandes y están llenas de lípidos. Parecen una perla, blanquecina e iridiscente bajo el microscopio. Eso es un adipocito”, recuerda haber pensado Plikus, hasta que sintió una punzada de disonancia. El tejido puede parecerse a la grasa, pero las células grasas no pertenecen al cartílago. “Si alguien empieza a llamar perro a un gato, está totalmente equivocado. Es una especie completamente diferente”, dice Plikus. “Bueno, esto es como una especie de célula completamente diferente. Llamarlo adipocito es fundamentalmente erróneo”.
Durante la década siguiente, su equipo sometió a las misteriosas células a una serie de perfiles biológicos de alta tecnología similares a pruebas de personalidad. Demostraron que este tejido conectivo elástico no es ni un condrocitos ni un adipocito típicos, según los resultados publicados hoy en Science .
Plikus los llama lipocondrocitos o LC. Las células parecen proporcionar simultáneamente estructura (como el cartílago) y suavidad natural (como la grasa). Aparecen en muchos mamíferos, incluidos los humanos, y la estructura única que proporcionan brinda a los cirujanos reconstructivos una comprensión más clara de qué materiales componen nuestros rostros. Plikus cree que este nuevo descubrimiento de tejido prepara el terreno para mejores trasplantes de cartílago y, por lo tanto, una mejor cirugía plástica. «El campo está realmente desesperado por nuevas formas de fabricar cartílagos humanos seguros y biocompatibles que sean tejidos vivos, no algún implante de silicona sintética», dice.
Según cómo se cuenten, el cuerpo alberga unos 400 tipos de células que forman docenas de tipos de tejido diferentes, desde la piel hasta las glándulas salivales. Los tejidos esqueléticos, como el cartílago, se encuentran entre los más simples, pero este nuevo estudio demuestra que no son menos enigmáticos. «Esto demuestra que todavía no lo entendemos muy bien», dice Justine Lee, cirujana plástica y reconstructiva e investigadora de la UCLA que no participó en el estudio. «Seguimos descubriendo cosas nuevas y geniales. Es algo que podría dar lugar a futuros implantes que sean suaves y flexibles».
¿Cómo pudo esta nueva célula eludir a los científicos y médicos durante tanto tiempo? En cierto modo, no fue así. Plikus y su estudiante de posgrado buscaron durante siglos en artículos científicos cualquier rastro perdido de cartílago graso. Encontraron una pista en un libro alemán de 1854 de Franz Leydig, contemporáneo de Charles Darwin. “Todo lo que pudo poner bajo el microscopio lo hizo”, dice Plikus. El libro de Leydig describía células parecidas a la grasa en una muestra de cartílago de orejas de rata. Pero las herramientas del siglo XIX no podían ir más allá de esa observación y, al darse cuenta de que un censo más preciso del tejido esquelético podría ser valioso para la medicina, Plikus decidió resolver el caso.
Su equipo comenzó su investigación observando el cartílago que se encuentra entre las capas delgadas de piel de la oreja de un ratón. Un tinte verde que tiñe preferentemente las moléculas grasas reveló una red de masas blandas. Aislaron estas células llenas de lípidos y analizaron su contenido. Todas las células contienen la misma biblioteca de genes, pero esos genes no siempre están activados. ¿Qué genes expresaban estas células? ¿Qué proteínas se esconden en su interior? Esos datos revelaron que los lipocondrocitos en realidad tienen un aspecto molecular muy diferente al de las células grasas.
A continuación, se preguntaron cómo se comportan los lipocondrocitos. Las células grasas tienen una función inequívoca en el cuerpo: almacenar energía. Cuando el cuerpo almacena energía, las reservas celulares de lípidos se hinchan; cuando el cuerpo quema grasa, las células se encogen. Resultó que los lipocondrocitos no hacen tal cosa. Los investigadores estudiaron las orejas de ratones sometidos a dietas ricas en grasas frente a las de ratones sometidos a dietas restringidas en calorías. A pesar de ganar o perder peso rápidamente, los lipocondrocitos de las orejas no cambiaron.
“Eso me hizo pensar inmediatamente que debían tener una función completamente diferente que no tiene nada que ver con el metabolismo”, afirma Plikus. “Tiene que ser estructural”.
Los lipocondrocitos son como globos llenos de aceite vegetal. Son suaves y amorfos, pero aún así resisten la compresión. Esto contribuye significativamente a las propiedades estructurales del cartílago. Según datos de roedores, la resistencia a la tracción, la resiliencia y la rigidez del cartílago aumentaron entre un 77 y un 360 por ciento al comparar el tejido del cartílago con y sin lipocondrocitos, lo que sugiere que estas células hacen que el cartílago sea más flexible.
Y los dones estructurales parecen beneficiar a todo tipo de especies. En el oído externo del murciélago de lengua larga de Pallas, por ejemplo, el lipocartílago subyace a una serie de pliegues que, según creen los científicos, los adapta a longitudes de onda precisas del sonido.
El equipo también ha descubierto lipocondrocitos en el cartílago fetal humano. Lee afirma que este descubrimiento parece explicar finalmente algo que los cirujanos reconstructivos observan comúnmente: “El cartílago siempre es un poco resbaladizo”, afirma, especialmente en los niños pequeños. “Se puede sentir, se puede ver. Es muy obvio”.
Los nuevos hallazgos sugieren que los lipocondrocitos afinan la biomecánica de algunos de nuestros cartílagos. Un armazón rígido de proteínas de cartílago sin lípidos es más duradero y se utiliza para construir articulaciones que soportan peso en el cuello, la espalda y, sí, lo adivinaste, las costillas, una de las fuentes tradicionales de cartílago para implantes. «Pero cuando se trata de cosas más intrincadas que realmente necesitan ser flexibles, elásticas, como las orejas, la punta de la nariz, la laringe», dice Plikus, ahí es donde brilla el lipocartílago.
Para los procedimientos que implican modificar estas partes del cuerpo, Plikus imagina que algún día se podrán cultivar organoides de lipocartílago en una placa y luego imprimirlos en 3D en cualquier forma deseada. Sin embargo, Lee insta a la cautela: “A pesar de 30 o 40 años de estudio, no somos muy buenos en la creación de tejidos complejos”, afirma.
Aunque una operación de ese tipo está muy lejos, el estudio sugiere que es posible cultivar lipocondrocitos a partir de células madre embrionarias y aislarlas de forma segura para un trasplante. Lee cree que los reguladores no darían luz verde al uso de células embrionarias para cultivar tejido para una enfermedad que no pone en peligro la vida, pero dice que sería más optimista si los investigadores pudieran cultivar tejido trasplantable a partir de células adultas derivadas del paciente. (Plikus dice que una nueva solicitud de patente que ha presentado cubre el uso de células madre de tejido adulto).
Los lipocondrocitos actualizan nuestra comprensión de cómo debería verse y sentirse el cartílago, y por qué. “Cuando intentamos construir, por ejemplo, la nariz, a veces podríamos usar las [células llenas de lípidos] para un poco de relleno”, dice Lee. El lipocartílago podría algún día llenar ese vacío como un tejido cultivable y trasplantable, o podría inspirar mejores materiales biomiméticos. “Podría ser ambas cosas”, dice. “Es emocionante pensar en ello. Tal vez sea algo que hemos estado pasando por alto”.