De la sorpresa a la solución
Tras su sorprendente descubrimiento, el equipo examinó más de cerca las células madre de los músculos. Vieron que la aplicación de una carga mecánica al músculo, como sucede durante el tratamiento de mecanoterapia, influye en el comportamiento de las células musculares a través de varios factores moleculares. “vías de mecanotransducción” que también afectan a las células madre.
“Demostramos que, aunque el comportamiento de las células madre envejecidas se vio interrumpido por la inflamación elevada, todavía podían ‘sentir’ las fuerzas mecánicas de la carga, como demostramos con la activación de estas vías”, dijo el primer autor. Stephanie McNamara, un estudiante graduado en el equipo de Mooney que actualmente está inscrito en el programa conjunto Harvard/MIT MD-Ph.D. programa. “Esto en realidad fue lo que nos llevó a preguntarnos si controlar la inflamación podría permitir que estas células respondieran a los estímulos mecánicos, y de hecho lo hizo”.
El equipo descubrió que la administración de terapia antiinflamatoria en forma de hormonas esteroides glucocorticoides junto con la mecanoterapia suprimió las vías proinflamatorias clave y redujo los niveles generales de inflamación en el músculo envejecido lesionado a los observados en el músculo joven lesionado. Sin embargo, a nivel celular, las células musculares continuaron experimentando la mecanotransducción y, al eliminar los impactos negativos de la inflamación, los músculos envejecidos lesionados pudieron responder positivamente a la carga mecánica proporcionada por el robot.
“Es bien sabido que, con la edad, muchos de los procesos normales de curación e inflamación muscular cambian. Es importante preguntarse si los mismos mecanismos observados en los estudios realizados en animales jóvenes se mantienen igual a medida que el cuerpo envejece”, dijo McNamara. “Al aprovechar lo que aprendimos en este estudio y nuestro trabajo anterior y combinarlo con la creciente experiencia en sistemas robóticos suaves portátiles, creemos que en el futuro se pueden desarrollar enfoques mecanoterapéuticos personalizados para curar lesiones en todas las edades”.
Otros autores del estudio son miembros adicionales de los grupos de Mooney y Walsh, incluidos Bo Ri Seo, Benjamin Freedman, Emily Roloson, Jonathan Alvarez, CT O’Neill y Herman Vandenburgh, profesor emeritus en la Universidad de Brown, Providence, Rhode Island.
El estudio fue financiado por el Instituto Nacional de Investigación Dental y Craneofacial (con subvención n.º R01DE013349), Fundación Nacional de Ciencias (con subvención n.º DMR-1420570), Instituto Nacional de Artritis y Enfermedades Musculoesqueléticas y de la Piel (con subvención n.º F31AR075367), Institutos Nacionales of Health (bajo concesión #K99AG065495), Instituto Nacional de Ciencias Médicas Generales (bajo concesión #T32GM007753 y T32GM144273), así como una subvención piloto de rehabilitación regenerativa AR3T.
