Terapia con células troncales mesenquimales adultas dirigida al tratamiento de las enfermedades osteoarticulares

Resumen

Actualmente, el envejecimiento de la población conlleva un aumento de enfermedades articulares degenerativas. Estas enfermedades tienen una elevada incidencia en la población mundial, e implican cambios degenerativos en las articulaciones provocando disminución de su funcionalidad, dolor e incluso una discapacidad significativa, causando numerosas pérdidas económicas al sistema sanitario. La osteoartritis es una enfermedad causada por el deterioro de la articulación que suele aparecer en edades avanzadas de un individuo consecuencia, principalmente, del sobrepeso, envejecimiento articular, lesiones articulares, defectos genéticos de las articulaciones y el sobreesfuerzo a nivel articular. Por el contrario, la artritis reumatoide es una enfermedad crónica autoinmune, sistémica e inflamatoria que conduce a la destrucción del tejido articular y a la incapacidad funcional del mismo. La ingeniería de tejidos tiene como objetivo desarrollar técnicas que puedan restaurar, mantener y mejorar la función de un determinado tejido dañado. Esta rama de la bioingeniería se centra en la combinación de células y biomateriales con el fin de mejorar o remplazar funciones biológicas de un tejido dañado. En los últimos años, las investigaciones centran sus estudios en el uso de células troncales mesenquimales como línea celular para la ingeniería de tejidos, debido a que presentan una alta supervivencia in vitro, son autorrenovables y poseen la capacidad de diferenciarse hacia uno o más tipos celulares distintos. Además de estas características, recientes estudios, sugieren que las células troncales mesenquimales presentan un papel inmunomodulador importante, reduciendo la inflamación provocada en las enfermedades osteoarticulares. En este trabajo, obtuvimos células troncales mesenquimales tanto de caballo (procedentes de tejido adiposo y de médula ósea) como de humano (procedentes de tejido adiposo). Una vez obtenidas, se caracterizaron para poder confirmar que se trataba de células troncales mesenquimales. Todas ellas fueron positivas para los marcadores de superficie CD73, CD90 y CD105 y evidenciamos su multipotencialidad hacia adipocitos, condrocitos y osteocitos. Posteriormente, desarrollamos distintas técnicas con el fin de evaluar su capacidad en la regeneración del cartílago y su papel inmunomodulador en enfermedades que afectan a la integridad de la articulación, como la osteoartrosis o la artritis reumatoide. Tanto las células troncales mesenquimales procedentes de tejido adiposo, como de médula ósea de caballo, fueron transfectadas con Lipofectamine 2.000® y SAFEctin® con el fin de obtener una población de células transfectadas de forma estable, que tuviesen las mismas características que las células troncales mesenquimales. El uso de biomateriales comerciales puede generar problemas de rechazo debido a la procedencia de los mismos, por lo que se han utilizado profusamente biomateriales naturales obtenidos de matrices extracelulares de tejidos descelularizados. Las últimas investigaciones centran sus estudios en la producción de matrices extracelulares producidas por las propias células troncales mesenquimales. La ventaja de estas matrices frente a las procedentes de tejidos, es la posibilidad de adaptarlas a las necesidades de cada objetivo, seleccionar el tipo celular que más nos conviene y el mejor sistema de cultivo para su obtención. Estas matrices constituyen una red compleja, compuesta de muchas moléculas diferentes como colágenos, fibronectina y proteoglicanos. Se ha demostrado que son capaces de inducir la diferenciación de las células troncales mesenquimales y se consideran, por lo tanto, un atractivo candidato como biomaterial que sea capaz de inducir la diferenciación de los tejidos donde son implantados. Para obtener las matrices en este trabajo, utilizamos medio ascórbico y medio condrogénico y células troncales mesenquimales procedentes de tejido adiposo y médula ósea. Comparamos la bioactividad que tenían los diferentes tipos de matrices sobre ambos tipos de células troncales mesenquimales. Las matrices obtenidas con medio condrogénico eran más compactas y fáciles de manejar y, en general, la proliferación y adhesión fue mayor en ellas. En cuanto a la capacidad de diferenciación hacia tejido cartilaginoso o hueso, los resultados obtenidos fueron muy variables y dependían más del tipo celular con el que se había producido la matriz y el tiempo en cultivo que del medio utilizado para su producción. Por otra parte, analizamos el papel inmunomodulador de las MSCs de caballo y de humano. Para ello utilizamos co-cultivos de células troncales mesenquimales y condrocitos inflamados, así como la adición de medios condicionados obtenidos de células troncales mesenquimales a cultivos de condrocitos inflamados. Además, en el estudio realizado con células de humano, evaluamos el efecto antiinflamatorio que tenía el condroitín sulfato sobre la reducción de la inflamación en las enfermedades osteoarticulares, y analizamos si existía algún efecto positivo cuando se combinaba con células troncales mesenquimales. En todos los casos, constatamos que la expresión de genes relacionados con la inflamación, se veía significativamente reducida cuando los condrocitos eran co-cultivados con células troncales mesenquimales, o bien se les adicionaba medios condicionados y/o condroitín sulfato. Los resultados obtenidos ponen de manifiesto el futuro prometedor, y todo el potencial que presentan las células troncales mesenquimales en la regeneración del tejido cartilaginoso y en la reducción de los efectos inflamatorios desarrollados en las enfermedades osteoarticulares.