Eucomis autumnalis es más que una simple planta: podría desempeñar un papel en la ingeniería biomédica. Gurcharan Singh / Shutterstock

Ha habido un aumento en los últimos años de las técnicas de ingeniería biomédica que pueden restaurar la pérdida de tejido y hueso. Si ha tenido un accidente automovilístico, por ejemplo, hay formas de restaurar o reparar la parte del cuerpo perdida o los tejidos dañados. Algunas veces los pacientes se someterán a una reconstrucción quirúrgica; a veces se les colocarán dispositivos médicos, como placas en las rodillas o las caderas.

Pero estos enfoques tienen limitaciones. Una es que una placa de acero no puede realmente imitar las funciones de los tejidos dañados o los huesos perdidos, por lo que puede perder movilidad y flexibilidad. Otra es que estas técnicas a menudo implican múltiples operaciones dolorosas y largas estadías en el hospital. Eso no solo le cuesta al paciente individual mucho tiempo y dinero; también coloca una carga en un país Sistema de Cuidado de la Salud y su economía

Hay una alternativa: ingeniería de tejidos y medicina regenerativa. Este proceso comenzó hace aproximadamente tres décadas, y a menudo se basa en los hallazgos existentes para probar nuevos enfoques. Su objetivo es reactivar los procesos biológicos para formar productos que pueden ayudar con la regeneración ósea y la pérdida de tejido causada por un trauma.

Estamos entre los investigadores que trabajan en esta área. Creemos que las plantas medicinales pueden contener al menos algunas de las respuestas a las limitaciones descritas anteriormente. Hemos estudiado dos plantas comúnmente utilizadas por curanderos y herbolarios tradicionales de Sudáfrica para tratar fracturas óseas y aliviar el dolor causado por la osteoartritis.

Nuestros estudios han arrojado resultados positivos en el laboratorio. Esto sugiere que los compuestos extraídos de estas plantas medicinales podrían ofrecer una forma valiosa de apoyar la regeneración ósea y la pérdida de tejido en personas que han sufrido un trauma.

Cómo funciona

La ingeniería de tejidos y la medicina regenerativa se basan en tres requisitos clave que trabajan juntos: señales de los tejidos y órganos del cuerpo, células madre que responden y andamios.

Andamios son materiales que funcionan con sistemas biológicos para evaluar, tratar, aumentar o reemplazar cualquiera de los tejidos o funciones del cuerpo, como las células madre óseas maduras, el cartílago, las células de la piel y las neuronas y células cerebrales.

Estos andamios están destinados a reparar o modificar el comportamiento de la fase celular, es decir, cómo reaccionan las células durante los procesos de desarrollo, como la formación de formas. Los andamios también sirven como plantillas, guiando el desarrollo de nuevos tejidos mostrándoles la ruta adecuada a seguir y asegurándose de que las células obtengan los nutrientes que necesitan. Pero la mayoría de los biomateriales de andamio utilizados en entornos clínicos no marcan todas estas casillas.

Es por eso que los investigadores están buscando alternativas. Y ahí es donde entran las plantas medicinales.

Plantas prometedoras

Las plantas medicinales han jugado durante mucho tiempo un papel integral en muchas culturas Su papel en las construcciones de ingeniería de tejidos permanece en gran parte inexplorado. Pero dado que se ha encontrado que las plantas medicinales tienen valor en cicatrización de la herida, productos farmacéuticos y la terapéutica del envejecimiento, es lógico pensar que también podrían ser útiles en nuestro campo.

Realizamos nuestra investigación en el departamento de ciencias biomédicas de la Universidad Tecnológica de Tshwane en Sudáfrica. El país es casa a una décima parte de todas las especies de plantas del mundo, eso es 25 000, especies de plantas conocidas. Nos centramos en dos: Eucomis autumnalis, comúnmente llamado Lily de piña, y Pterocarpus angolensiso teca salvaje.

El género Eucomis autumnalis Se ha utilizado para curar fracturas durante siglos. Hoy en día se usa a menudo como un remedio herbal para la recuperación postoperatoria y cicatrización de la herida. Pterocarpus angolensis, mientras tanto, promueve la formación de cartílago y regula el colágeno, que es una sustancia rica en huesos y cartílagos humanos.

Combinamos estas plantas con andamios y células de grasa porcina. Descubrimos que las dos plantas que habíamos identificado para las pruebas de laboratorio activaron las células del cuerpo y mejoraron la formación ósea. También hicieron un mejor trabajo de andamiaje cuando se combinaron con señales relevantes y células madre. Y fueron buenos para curar heridas in vitro, es decir, en el laboratorio.

Nuestro siguiente paso es llevar a cabo nuestro trabajo en modelos animales y con muchas otras plantas medicinales con cualidades similares a las que usamos.

El camino a seguir

Estos son hallazgos interesantes, porque sugieren que la incorporación de plantas medicinales con las propiedades relevantes en la ingeniería biomédica podría ser una buena manera de abordar las limitaciones de los enfoques actuales.

Primero, el uso de plantas medicinales podría reducir el costo del tratamiento porque es económico y de fácil acceso. En segundo lugar, podría garantizar que los pacientes no tengan que pasar tanto tiempo en el hospital después de un procedimiento debido a su aceleración de la formación de hueso y la activación celular y hay un beneficio adicional para esta línea de investigación: un auge económico para Sudáfrica.

Se predice que el valor del andamio biomédico alcanzará 1.5 millones de dólares por 2024. Si se encuentra que algunas de las plantas medicinales de Sudáfrica respaldan las técnicas de ingeniería y regeneración de huesos y tejidos, el país podría arrinconar al menos parte del mercado global de biomateriales.

Acerca de los autores

Franca Nneka Alaribe, investigadora postdoctoral en el Departamento de Ciencias Biomédicas, Universidad Tecnológica de Tshwane y Keolebogile Shirley Motaung, profesor de ingeniería de tejidos, Universidad Tecnológica de Tshwane

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