How to grow a bone - Nina Tandon

Cómo hacer crecer un hueso - Nina Tandon

Traductor: Ciro Gomez Revisor: Emma Gon

Can you grow a human bone outside the human body?

¿Puede hacerse crecer hueso humano fuera del cuerpo humano?

The answer may soon be yes,

La respuesta pronto podría ser que sí,

but before we can understand how that's possible,

pero antes de que podamos entender cómo eso es posible,

we need to look at how bones grow naturally inside the body.

tenemos que mirar cómo los huesos crecen naturalmente en el cuerpo.

Most bones start in a growing fetus as a soft, flexible cartilage.

Los huesos comienzan en el feto en crecimiento

como cartílago suave y flexible.

Bone-forming cells replace the cartilage with a spongy mineral lattice

Células formadoras de hueso reemplazar el cartílago con una matriz mineral esponjosa

made of elements like calcium and phosphate.

compuesta de elementos como el calcio y el fosfato.

This lattice gets harder, as osteoblasts,

Esta matriz se endurece, conforme los osteoblastos,

which are specialized bone-forming cells,

que son células formadoras de hueso especializadas,

deposit more mineral, giving bones their strength.

depositan más mineral, dando su fuerza a los huesos.

While the lattice itself is not made of living cells,

Aunque la propia matriz no está hecha de células vivas,

networks of blood vessels, nerves and other living tissues

redes de vasos sanguíneos, nervios y otros tejidos vivos

grow through special channels and passages.

crecen a través de canales y pasajes especiales.

And over the course of development,

Y a lo largo del desarrollo,

a legion of osteoblasts reinforce the skeleton

una legión de osteoblastos refuerzan el esqueleto

that protects our organs, allows us to move,

que protege nuestros órganos, permite que nos movamos,

produces blood cells and more.

produce las células sanguíneas y más.

But this initial building process alone

Pero este proceso inicial de construcción solo

is not enough to make bones strong and functional.

no es suficiente para hacer fuertes y funcionales a los huesos.

If you took a bone built this way,

Si tomas un hueso construido de esta manera,

attached muscles to it,

le adhieres músculos,

and tried to use it to lift a heavy weight,

y tratas de utilizarlos para levantar un peso pesado,

the bone would probably snap under the strain.

el hueso probablemente se romperá bajo la tensión.

This doesn't usually happen to us

Esto no suele ocurrirnos

because our cells are constantly reinforcing

porque nuestras células están constantemente reforzando

and building bone wherever they're used,

y construyendo hueso donde sea que se use,

a principle we refer to as Wolff's Law.

un principio al que nos referimos como la ley de Wolff.

However, bone materials are a limited resource

Sin embargo, los materiales óseos son un recurso limitado

and this new, reinforcing bone

y este nuevo refuerzo óseo

can be formed only if there is enough material present.

se puede formar solo si hay suficiente material presente.

Fortunately, osteoblasts, the builders,

Afortunadamente, los osteoblastos, los constructores,

have a counterpart called osteoclasts, the recyclers.

tienen una contraparte llamada osteoclastos, los recicladores.

Osteoclasts break down the unneeded mineral lattice using acids and enzymes

Los osteoblastos destruyen la matriz mineral innecesaria

con ácidos y enzimas

so that osteoblasts can then add more material.

así los osteoblastos pueden luego añadir material.

Una de las razones principales por las que

One of the main reasons astronauts must exercise constantly in orbit

los astronautas deben ejercitarse constantemente en órbita

is due to the lack of skeletal strain in free fall.

se debe a la falta tensión esquelética en caída libre.

As projected by Wolff's Law,

Como prevé la ley de Wolff,

that makes osteoclasts more active than osteoblasts,

que hace que los osteoclastos sean más activo que los osteoblastos,

resulting in a loss of bone mass and strength.

resulta en una pérdida de masa ósea y resistencia.

When bones do break, your body has an amazing ability

Cuando los huesos se rompen, tu cuerpo tiene una capacidad asombrosa

to reconstruct the injured bone as if the break had never happened.

para reconstruir el hueso lesionado como si la ruptura nunca hubiera sucedido.

Certain situations, like cancer removal,

Ciertas situaciones, como la eliminación del cáncer,

traumatic accidents,

accidentes traumáticos,

and genetic defects exceed the body's natural ability for repair.

y defectos genéticos exceden la capacidad natural del cuerpo para su reparación.

Historical solutions have included filling in the resulting holes with metal,

Las soluciones históricas incluyen

rellenar los agujeros resultantes con metal,

animal bones,

huesos de animales,

or pieces of bone from human donors,

o trozos de hueso de donantes humanos,

but none of these are optimal as they can cause infections

pero ninguna es óptima, ya que pueden causar infecciones

or be rejected by the immune system,

o ser rechazada por el sistema inmune,

and they can't carry out most of the functions of healthy bones.

y no pueden llevar a cabo la mayor parte de las funciones de los huesos sanos.

An ideal solution would be to grow a bone made from the patient's own cells

Una solución ideal sería que un hueso creciera

a partir de las propias células del paciente

that's customized to the exact shape of the hole,

personalizado para la forma exacta del agujero,

and that's exactly what scientists are currently trying to do.

y eso es exactamente lo que los científicos están tratando de hacer.

Here's how it works.

He aquí cómo funciona.

First, doctors extract stem cells from a patient's fat tissue

En primer lugar, los médicos extraen células madre de tejido graso del paciente

and take CT scans to determine the exact dimensions of the missing bone.

y tomar las TC para determinar las dimensiones exactas del hueso faltante.

They then model the exact shape of the hole,

A continuación, modelan la forma exacta del agujero,

either with 3D printers,

ya sea con impresoras 3D,

or by carving decellularized cow bones.

o tallando huesos de vaca descelularizados.

Those are the bones where all of the cells have been stripped away,

Esos son huesos en que todas las células han sido retiradas,

leaving only the sponge-like mineral lattice.

dejando solo la matriz mineral similar a una esponja.

They then add the patient's stem cells to this lattice

A continuación, añaden las células madre del paciente a esta matriz

and place it in a bioreactor,

y lo ponen en un biorreactor,

a device that will simulate all of the conditions found inside the body.

un dispositivo que simula todas las condiciones del interior del cuerpo.

Temperature, humidity, acidity and nutrient composition

Temperatura, humedad, acidez y composición de nutrientes

all need to be just right for the stem cells to differentiate

todo lo necesario para que las células madre se diferencien

into osteoblasts and other cells,

en osteoblastos y otras células,

colonize the mineral lattice,

colonicen la matriz mineral,

and remodel it with living tissue.

y la remodelen con tejido vivo.

But there's one thing missing.

Pero hay una cosa que falta.

Remember Wolff's Law?

¿Recuerdas la ley de Wolff?

An artificial bone needs to experience real stress,

Un hueso artificial necesita experimentar el estrés real

or else it will come out weak and brittle,

o de lo contrario resultará débil y quebradizo,

por lo que el biorreactor bombea constantemente

so the bioreactor constantly pumps fluids around the bone,

fluidos alrededor del hueso,

and the pressure tells the osteoblasts to add bone density.

y la presión le dice a los osteoblastos dónde añadir densidad ósea.

Put all of this together, and within three weeks,

Pon todo esto junto, y dentro de tres semanas,

the now living bone is ready to come out of the bioreactor

el hueso, ahora vivo, estará listo para salir del biorreactor

and to be implanted into the patient's body.

y para ser implantado en el cuerpo del paciente.

While it isn't yet certain that this method will work for humans,

Aunque no es aún seguro que este método funcione en los seres humanos,

lab grown bones have already been successfully implanted in pigs

huesos crecidos en laboratorios ya se han implantado con éxito en cerdos

and other animals,

y otros animales,

and human trials may begin as early as 2016.

y los ensayos en humanos podrían comenzar en 2016.