Si alguna vez has tenido una lesión en un tendón, sabes lo debilitante que puede ser y cuánto tiempo se tarda en sanar. De hecho, aunque es posible que con el tiempo haya vuelto a su actividad física habitual, es probable que el sitio de la lesión aún esté débil. «Una vez que un tendón se lesiona, casi nunca se recupera por completo», dice Nelly Andarawis-Puri, Ingeniería Mecánica y Aeroespacial. «Es probable que sea más propenso a lesionarse para siempre. Los tendones son tejidos muy blandos que transmiten regularmente fuerzas muy grandes para permitirnos lograr un movimiento básico. Se insertan en el hueso rígido, lo que es una enorme falta de coincidencia de propiedades. Esa interfaz es muy compleja.»

Andarawis-Puri estudia las lesiones en los tendones en un intento de entender cómo se desarrolla el desgaste en el tendón y cómo curar con éxito el daño. «Es un problema muy real. El treinta por ciento de todas las personas tendrán una lesión en el tendón, y el riesgo es mayor en las mujeres», dice.

Los tendones son propensos a sufrir lesiones causadas por el uso excesivo. Los atletas, los trabajadores de fábricas, el personal militar y otras personas que realizan movimientos repetitivos corren un mayor riesgo de experimentar un tendón desgarrado o roto. «Cualquier intento biológico que exhiba tu tendón para intentar reparar este daño inducido queda muy superado por tu capacidad de acumular más daño», explica Andarawis-Puri. «A medida que se lesiona el tendón, va a acumular más y más lesiones antes de que ocurra cualquier tipo de reparación, que es la forma en que finalmente termina con una ruptura.»

Fisioterapia

Con fondos de los Institutos Nacionales de Salud, Andarawis-Puri y su laboratorio están llevando a cabo una serie de proyectos que investigan los mecanismos detrás del daño y la curación de los tendones. En una línea de investigación, están utilizando modelos animales para comprender el papel desempeñado en la curación por carga, que es representativo de la terapia física (TP). El TP a menudo se prescribe como tratamiento clínico para lesiones de tendones, pero a veces puede ayudar en la curación, mientras que en otras ocasiones puede someter el tendón dañado a un mayor riesgo de lesiones adicionales. Recientemente, Andarawis-Puri y sus colegas hicieron un descubrimiento importante: el momento del inicio del ejercicio físico es crucial para que la lesión sane o empeore. «Si se inicia el ejercicio un día después de la aparición de la lesión, que agravan aún más», afirma. «Obtienes más degeneración. Pero si comienza el ejercicio dos semanas después de la lesión, obtendrá reparación del daño.»

Los tendones son una banda de material fibroso compuesta principalmente de colágeno, que forma una matriz extracelular jerárquica (ECM) que proporciona soporte estructural y bioquímico a las células. Cuando los tendones se lesionan, su estructura cambia. En lugar de líneas rectas, su colágeno se torce. «Descubrimos que terminas con muchos más de estos problemas si comienzas a hacer ejercicio un día después de la lesión», dice Andarawis-Puri. «Hay muchos otros cambios en el tejido. Hay ciertas proteínas indicativas de tendinopatía, el estado de enfermedad que resulta de la acumulación de daño por ruptura, que también aumentan. Por otro lado, muchas de las proteínas se modulan de nuevo a niveles ingenuos cuando comienzas a hacer ejercicio dos semanas después. Esto nos dice que algo sobre cómo la MEC regula las células que viven dentro de ella difiere un día después de la lesión en comparación con dos semanas después.»

» A medida que se lesiona el tendón, va a acumular más y más lesiones antes de que ocurra cualquier tipo de reparación, que es la forma en que finalmente termina con una ruptura.»

Todavía se desconoce por qué los buenos o malos resultados están vinculados al momento en que se inicia el ejercicio, pero Andarawis-Puri sabe que el ejercicio iniciado dos semanas después de la lesión disminuye la muerte celular en la MEC y aumenta la población de miofibroblastos, un tipo de célula que se sabe que ayuda a la cicatrización de heridas. «Los miofibroblastos pueden aplicar tensión a la ECM y eso contrae una herida y hace que se cierre», dice. «Hemos demostrado que hay un aumento en los miofibroblastos en este contexto completamente diferente, cuando se remodela el tendón a causa del ejercicio. Eso explica potencialmente lo que sucede con nuestros problemas. Es posible que los miofibroblastos los enderezen físicamente.»

Cicatrización sin cicatrices

En otra línea de investigación, el Laboratorio Andarawis-Puri está investigando cómo promover la cicatrización sin cicatrices de los tendones. «Para un tejido que desempeña un papel tan importante en la mecánica de gobierno del cuerpo, las cicatrices son algo horrible», dice Andarawis-Puri. «Una vez que está cicatrizado, el tejido del tendón no tiene las propiedades mecánicas que antes tenía. No puede soportar el mismo tipo de cargas. El desajuste de propiedades entre los tendones y el hueso realmente se convierte en un problema porque el tendón ya no tiene la estructura nativa. Es muy propenso a resquebrajarse.»

Utilizando una cepa de modelo de ratón endogámico que exhibe habilidades regenerativas naturales conocidas como el ratón Murphy Roths Large (MRL), los investigadores están tratando de comprender y promover la curación sin cicatrices en tendones rotos. Los modelos de ratones MRL son un misterio. Los científicos no saben por qué estos modelos de ratones como adultos son capaces de regenerar ciertos tejidos que otras cepas de modelos de ratones no pueden. Una hipótesis es que la capacidad de curación está ligada al entorno sistémico, es decir, todo el cuerpo juega un papel en el proceso. Andarawis-Puri y sus colaboradores tienen una contra hipótesis. Plantean la hipótesis de que cada tejido individual con capacidades regenerativas dentro del modelo de ratón, incluido el tejido tendinoso, tiene la capacidad de regenerarse independientemente del entorno sistémico. Para investigar esto, han iniciado una serie de proyectos. En una, tienen tendones de MRL cultivados en el laboratorio para ver cómo los tendones llenaron las secciones faltantes. «Rellenaron el colágeno de manera diferente a los tendones de una cepa de ratón sanador normal», dice Andarawis-Puri. «Se integraron de forma más completa y más alineadas fuera de cualquier entorno sistémico. Eso nos dice que hay un plano en el tejido que le dice a estas células cómo colocar su ECM y cómo sanar de esta manera más alineada. Más alineado significa que no hay cicatriz.»

Investigando más Formas de Reparación

En otro proyecto, Andarawis-Puri y sus colegas están intercambiando tendones lesionados entre modelos de ratones curadores regulares y ratones MRL para ver cómo se curan los tendones cuando están en diferentes entornos sistémicos. En otro, están sembrando células de los tendones de modelos de ratones curanderos normales en tendones descelularizados de modelos de ratones con LMR para ver si la matriz del tendón del tendón de LMR puede reprogramar las células del curandero normal y pedirles que establezcan la matriz de manera regenerativa. Si es así, este puede ser un paso clave para avanzar en los enfoques de ingeniería de tejidos para humanos.

«La pregunta es, cuando ocurren lesiones en los tendones, ¿podemos promover algún tipo de reparación efectiva?»Dice Andarawis-Puri. «Eso podría ser en conjunto con la cirugía para mejorar los resultados del paciente, o podría ser en lugar de la cirugía. Sería genial si pudiéramos inyectar algo, por ejemplo, un cóctel de factores de crecimiento, que en realidad le diría a sus células cómo establecer una buena matriz para, en última instancia, producir una curación sin cicatrices.”