Células madre mesenquimales para regenerar el cartílago

Tratar la osteocondritis disecante en una articulación sana

A pesar de la alta prevalencia de la artrosis, no hay un tratamiento totalmente eficaz para esta enfermedad actualmente. La restauración del cartílago articular en pacientes con artrosis es, por lo tanto, un reto de gran atractivo para los investigadores y los médicos. Las técnicas que hacen que las células madre adultas mesenquimales multipotentes (MSC) se diferencien en células de linaje condrogénico han conducido a una variedad de estrategias experimentales para investigar si las MSC, en lugar de los condrocitos, se pueden utilizar para la regeneración y mantenimiento del cartílago articular.

Estas estrategias incluyen el uso de MSCs como células progenitoras para diseñar implantes de cartílago que se pueden utilizar para reparar lesiones condrales y osteocondrales, o como productores tróficos de factores bioactivos para iniciar actividades regenerativas endógenas en la articulación con artrosis. La terapia génica dirigida puede mejorar aún más estas actividades de las MSC. La aplicación de MSCs podría ser alcanzada por inyección intra-articular directa o por injerto de construcciones de ingeniería derivadas de andamios sembrados de células; este último enfoque podría proporcionar una construcción tridimensional con propiedades mecánicas que son congruentes con la función de soporte del peso de la articulación. Están empezando a surgir datos experimentales y clínicos prometedores en apoyo de la utilización de las células madre mesenquimales para aplicaciones regenerativas.

Artrosis tratamiento con células madre

La artrosis, forma más común de enfermedad de las articulaciones

La artrosis es la forma más común de enfermedad de las articulaciones, se caracteriza por la degeneración del cartílago articular y, en última instancia, la destrucción articular. En la actualidad, es una causa importante de discapacidad en personas mayores y se espera que la prevalencia de esta enfermedad aumente dramáticamente en los próximos 20 años con una población cada vez más envejecida. La carga de la artrosis se ve agravada por las deficiencias de las terapias actuales. Tratamientos no farmacológicos y farmacológicos se utilizan para casos tempranos y moderadamente tempranos de artrosis, pero la protección del cartílago articular hasta ahora no ha sido demostrada de manera convincente. La intervención quirúrgica se indica a menudo cuando los síntomas no pueden ser controlados y la enfermedad avanza. Que el lavado artroscópico y / o desbridamiento pueda proporcionar alivio sintomático no está claro. Los métodos para la reparación de lesiones del cartílago articular incluyen el trasplante de injertos osteocondrales, la microfractura, y la implantación de condrocitos autólogos, con o sin la ayuda de una matriz de andamio para entregar o traspasar las células. Sin embargo, todas estas técnicas se limitan a la reparación de las lesiones focales .En consecuencia, los pacientes con artrosis están actualmente excluidos de estos tratamientos. En el caso de una mala alineación conjunta, la osteotomía puede proporcionar alivio del dolor durante varios años, hasta que el nuevo cartílago articular se erosiona, pero esta táctica simplemente gana tiempo hasta que se hace necesario un reemplazo total de rodilla. El reto para los investigadores de desarrollar tratamientos de artrosis modificadores de la enfermedad es, por lo tanto, de suma importancia.

Las células madre mesenquimales adultas (MSC), que tienen la capacidad de diferenciarse en células de linaje condrogénico, se han convertido en un tipo de célula candidata con un gran potencial para las tecnologías de la reparación del cartílago articular basadas ​​en células. Las MSCs se pueden aislar de una variedad de tejidos adultos. A diferencia de los condrocitos, el uso de las MSC no está obstaculizado por la disponibilidad limitada de cartílago articular sano o una tendencia intrínseca de las células a perder su fenotipo durante la expansión. El uso de las MSC también evita la necesidad de una biopsia de cartílago y, por lo tanto, evita la morbilidad causada por el daño a la superficie articular del sitio donante.

Células madre para artrosis

A pesar de las características prometedoras de MSCs y su potencial para revertir algunos de la patología asociada con OA, los defectos del cartílago que surgen a partir de un proceso de la enfermedad subyacente (como ocurre en OA) son distintos de las lesiones del cartílago focales que resultan de lesiones o osteocondrosis disecante agudas, y esta diferencia se debe tener en consideración. En concreto, las lesiones del cartílago y osteocondrosis disecante agudas ocurren a menudo en una articulación por lo demás sanos; el paciente puede ser joven, y el defecto focal probablemente requerirá un tratamiento localizado. Por el contrario, los pacientes con OA es probable que sean mayores, y, a menudo toda la superficie de articulación requerirán tratamiento. La reparación de las lesiones podría proporcionar alivio sintomático y retrasar la progresión de los síntomas de la OA, pero sin un tratamiento eficaz de la enfermedad subyacente, cualquier mejora es probable que sea de corta duración.

Algunos investigadores han sugerido que el daño tisular en enfermedades progresivas, degenerativas de las articulaciones podría estar relacionado con el agotamiento o la alteración funcional de poblaciones de MSC. Al considerar la posible aplicación de las MSC en el tratamiento de la OA, los investigadores deben determinar si las MSC obtenidas del paciente con artrosis difieren funcionalmente a los de los individuos sanos, en términos de su capacidad condrogénica y la longevidad. Las capacidades proliferativas, condrogénicas y adipogénicos de MSC obtenidos de pacientes con artrosis se reducen según los informes. Tal vez el estado de la actividad alterada de estos MSC está relacionado con su exposición a niveles elevados de citoquinas proinflamatorias y / o fármacos anti-inflamatorios.

Otro factor asociado con OA es la edad avanzada.; varios estudios han descrito una reducción dependiente de la edad en el número de células progenitoras aisladas de la médula ósea humana, aunque otros no pudieron encontrar tal relación inversa entre la edad y los números de MSC.

Modos de traspaso de las células madre mesenquimales

Un requisito fundamental para la terapia OA basado en MSC es la entrega o traspaso de las células al sitio del defecto. La inyección intra-articular directa podría ser posible en las etapas tempranas de la enfermedad cuando el defecto se limita a la capa de cartílago, mientras que un andamio o matriz de algún tipo serían necesarios para apoyar la MCSs en los casos en que el hueso subcondral se expone en grandes áreas .

Inyección directa intraarticular de MSC

La inyección intra-articular directa de MSCs es, técnicamente, el método más sencillo para su uso en terapia para la artrosis. Después de la inyección, las células madre se distribuyen por todo el espacio de la articulación, y podrían interactuar con cualquier célula y superficie receptiva disponible.

Inyección directa células madre

Aplicación Matrix-guiada de MSCs

En comparación con la inyección directa intra-articular, la aplicación de MSC a las superficies de cartílago erosionado a través de un andamio o estructura ofrece más control. El andamio ideal debería ser biocompatible y biodegradable en la cicatrización del tejido, altamente poroso con el fin de permitir la penetración de las células y la impregnación del tejido, suficientemente permeable para permitir la entrega de nutrientes y el intercambio de gases, y adaptable al entorno mecánico. Además, el andamio debe tener una superficie que sea propicia para la unión celular y la migración, y permita la formación de la matriz extracelular apropiado y la transmisión de moléculas de señalización

Traspaso por suspensión celular

El objetivo es que las células madre transducidas liberen proteínas terapéuticas que interactúen con todos los tejidos disponibles, incluyendo el cartílago. Se ha avanzado considerablemente en la definición de los parámetros que prolongan la expresión transgenico- intraarticular, un enfoque que fue desarrollado originalmente para el tratamiento de la artritis reumatoide . La investigación actual sugiere que los sistemas de vectores inmunológicamente compatibles permiten la expresión transgénico-intraarticular  sostenida.

Entrega dentro de una matriz

Una estrategia alternativa usa genéticamente las células madre mesenquimales modificadas en la matriz dirigida a la regeneración del cartílago. Las MSC son estimuladas primero a someterse a la diferenciación condrogénica, se estabilizan como condrocitos, y a continuación se introducen en una matriz al sitio de defecto, con el objetivo de establecer un fenotipo de cartílago sin progresión de hipertrofia o desdiferenciación. Sin embargo, este enfoque se ha utilizado principalmente para el tratamiento de defectos del cartílago focales, como hemos dicho antes. Los estudios futuros demostrarán si esta tecnología es adecuada para la reparación de grandes áreas de cartílago erosionado, como ocurre en la artrosis avanzada

Osteoarticular y regenerativa
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