La osteoartritis es una enfermedad articular degenerativa y multifactorial, caracterizada por degradación progresiva del cartílago e inflamación desregulada. Debido a la complejidad de esta patología y a la baja vascularización del cartílago, los tratamientos actuales están mayormente limitados a medicamentos antiinflamatorios. El presente proyecto (NanoArtic) aborda el desarrollo de biomateriales multicomponentes para el tratamiento regenerativo de cartílago articular dañado por osteoartritis. Estos biomateriales serán diseñados con el fin de responder de forma secuencial y adaptativa a las diferentes situaciones que tienen lugar en los procesos de degeneración tisular. Para ello partimos de un conjunto de estrategias que contemplan la composición química, la organización de la materia en la nanoescala, la funcionalización de los mismos y la incorporación de agentes terapéuticos. 

El proyecto abarca la síntesis y caracterización de nanopartículas y su inclusión en hidrogeles para el tratamiento in situ de lesiones osteoartríticas. Las nanopartículas de sílice mesoporosa y lipídicas, destinadas a la administración de los agentes terapéuticos, serán funcionalizadas para mejorar la retención en el tejido cartilaginoso. Se evaluará la entrega eficiente de ARNs no codificantes en condrocitos, con el objetivo de mejorar el estado de la patología osteoarticular. Dichos nanomateriales serán embebidos en hidrogeles basados en fibrina y/o ácido hialurónico para su incorporación como inyectables a los defectos in situ. Dichos hidrogeles están categorizados como adhesivos y, por tanto, permitirá la distribución local y una mejora en la eficiencia de transferencia de los agentes terapéuticos en el tejido de interés. Además, la fibrina y el ácido hialurónico tienen efectos inmunomoduladores y mejoran la regeneración tisular. En contextos de degeneración más avanzada, se estudiará el uso de estos hidrogeles como método de transporte de células con capacidad regenerativa.

Para evaluar la capacidad regenerativa y antiinflamatoria de los sistemas se realizarán estudios in vitro en células mesenquimales humanas, condrocitos y células del sistema inmune como macrófagos. Se emplearán modelos de co-cultivo que permitan evaluar interacciones celulares, proporcionando una aproximación más fiel al contexto fisiológico. Por otra parte, se investigará el reclutamiento y uso de células mesenquimales para la regeneración del cartílago, estudiando la condrogénesis inducida por ARNs no codificante administrado mediante estos sistemas. Los biomateriales más prometedores para su aplicación clínica serán evaluados ex vivo. Finalmente, se diseñará un experimento in vivo para analizar su potencial regenerativo en un modelo animal de osteoartritis en el estadio apropiado.