07 de septiembre de 2023
CÉLULAS MULTIPOTENTES ADULTAS: MEDIADORAS EN LA REGENERACIÓN DEL NERVIO CIÁTICO LESIONADO.
Dra. PATRICIA SETTON. Investigadora independiente CONICET, Profesora Adjunta Cátedra de Química Biológica Patológica FFyB, UBA. Laboratorio de Células Multipotentes en Neuroregeneración, Instituto de Química y Fisicoquímica Biológicas “Prof. Alejandro C. Paladini” (IQUIFIB) UBA-CONICET. https://www.conicet.gov.ar/new_scp/detalle.php?id=19867&datos_academicos=yes
Resumen del seminario
Las lesiones traumáticas en el sistema nervioso periférico (SNP) tienen alta prevalencia a nivel mundial. Su evolución clínica no siempre es satisfactoria pudiendo llevar a situaciones invalidantes. Es por ello el grupo de la Dra Setton se encuentra abocado a la generación de estrategias terapéuticas que involucren el uso de células multipotentes adultas frente a lesiones del nervio ciático. En este seminario se discutirán los resultados obtenidos al evaluar el mecanismo involucrado en el efecto neuroregenerativo y analgésico de células mononucleares de médula ósea, así como la utilidad de una herramienta nanotecnológica como el direccionamiento magnético de células multipotentes adultas para optimizar dicho efecto. En síntesis, el objetivo principal es proponer estrategias terapéuticas mediante el uso de células multipotentes adultas para las lesiones nerviosas periféricas.
Resultados discutidos
El nervio ciático está formado principalmente por axones, tejido conectivo, células mielinizantes de Schwann (SC) y macrófagos residentes (RM).
Utilizando un modelo animal de roedor se provoca una lesión reversible, por pinzamiento (durante 8 seg) en la parte proximal del nervio, la cual permanece conectada al soma neuronal y conserva su estructura; mientras que su parte distal sufre un proceso degenerativo tras la lesión.
-En los nervios ciáticos ligados hay un cambio en la distribución de las inmunorreactividades de la proteína básica de mielina (MBP) y de la proteína P 0.
-La mielina aislada del nervio distal de animales sometidos a ligadura del nervio ciático, mostraron un aumento gradual de una banda con movilidad electroforética similar a la de una isoforma MBP:
- Se encontró que esta banda contenía una mezcla de fragmentos de MBP y péptidos con gran homología con las globinas α y β.
-El ARNm de la α-globina está presente en la parte proximal y distal del nervio ligado. También se detecta en niveles muy bajos de células de Schwann aisladas de los nervios normales.
-Estos resultados podrían deberse a la presencia de globina α y/o β derivada de células inmaduras de la serie eritroide.
-La presencia de un marcador macrófago específico como ED1, en las partes distal y proximal del nervio ciático ipsilateral (lesionado) y en la mielina aislada de estas zonas, confirma que los macrófagos serían responsables de la presencia de proteínas α y β-globina en el nervio ciático lesionado.
Los macrófagos, migran espontáneamente al nervio lesionado para promover la degradación de las proteínas de mielina. De la misma manera se observó que las células aisladas de médula ósea de rata adulta normal que se inyectaron intraórticamente migraron al área lesionada. Estas células podrían contribuir a la remielinización de la zona dañada participando en la eliminación de restos de mielina, mediante su transdiferenciación en SC o mediante su fusión con SC preexistentes en la parte distal del nervio ciático lesionado.
-Las SC pierden su fenotipo mielinizante y proliferan, convirtiéndose en células reparadoras de Schwann (r-SC) que, junto con los RM, secretan citocinas y reclutan macrófagos hematógenos (HM).
-Los HM contribuyen a la eliminación de restos de axón y mielina, mientras que las bandas de Büngner generadas por r-SC guían el nuevo crecimiento del axón para reinervar el sitio objetivo. Al mismo tiempo, los axones y las SC restablecen la conexión y las SC recuperan su fenotipo mielinizante maduro.
-Por otro lado se observa una progresión temporal de la secreción de citoquinas durante la degeneración del nervio lesionado.
Con el objetivo de buscar nuevas estrategias terapéuticas para las lesiones nerviosas periféricas se propone el uso de células multipotentes adultas haciendo especial énfasis en inmunomodulación y transdiferenciación, los mecanismos que subyacen a la neuroregeneración y el direccionamiento magnético de dichas células.
Para la regeneración exitosa del nervio lesionado las células deben llegar al tejido objetivo y ser retenidas en el sitio. Para superar estos obstáculos se optó por utilizar la terapia celular mediante la implementación de orientación magnética que permitió mejorar el reclutamiento de células en el nervio lesionado. Además, se demostró que esta técnica híbrida aceleró la remielinización y la recuperación de la parte distal del nervio después de una lesión en un modelo animal de rata.
De las células madre mesenquimales multipotentes (MSC) se decidió trabajar con 2 grupos:
-Células mononucleares de médula ósea (BMMC) que se dividen en 4 fracciones. Que tienen como ventaja que se aíslan fácilmente, pueden ser trasplantadas rápidamente, no requieren expansión en cultivo y tienen un efecto sinérgico sobre otra fracción mesenquimal de las BMMC, además de evitar los cuestionamientos éticos que se hacen del uso de otros tipos líneas celulares.
-Células derivadas de tejido adiposo (AdMSC) que provienen de este tejido muy abundante, tienen alto rendimiento, su aislamiento es poco invasivo, proliferan aún más rápido que BMMC, son una población homogénea (no se dividen en fracciones), tienen alta plasticidad, y baja inmunogenicidad. Tienen como desventaja que requieren cultivo.
Por otro lado las herramientas nanotecnológicas permiten regular la cantidad de células que llegan y son retenidas en el sitio objetivo. Las Nanopartículas magnéticas de óxido de hierro (SPION) mostraron una gran respuesta porque permiten una manipulación remota y no invasiva, lo que permitió que las células se dirijan al nervio lesionado.
Se observó que la focalización magnética optimiza las velocidades a las que las células trasplantadas sistémicamente llegan y permanecen en el sitio de la lesión:
-Mayor concentración de factores tróficos secretados por AdMSC, lo que mejora los efectos inmunomoduladores de las células.
-Se pudo observar que las células transplantadas (AdMSC) fueron positivas para marcadores de multipotencialidad (CD105, CD90, CD73, CD34, CD45, CD11) utilizando citometría de flujo, PCR e inmunocitoquímica.
-La regeneración de mielina después del trasplante de AdMSC se evaluó mediante la distribución de MBP y βIII-tubulina.
-La llegada de AdMSC al nervio lesionado aumentó significativamente mediante la orientación magnética y sus efectos beneficiosos superaron las propiedades regenerativas de la terapia celular independiente.
-Se observó una restauración muy notable en la organización de las proteínas básicas de la mielina, indicativa de remielinización en el grupo AdMSC-SPION.
El grupo AdMSC-SPION mostró una estructura nerviosa parcialmente conservada con muchos axones mielinizados intactos.
El trasplante de AdMSC promovió una mejora en la organización de MBP en el área distal en comparación con los animales no tratados.
-Los grupos lesionados tratados con BMM mostraron un reestablecimiento más rápido del patrón de pisada normal (test locomoción) y una retirada más rápida al estímulo de calor (test plancha caliente) a diferencia de los no tratados.
Relevancia Patológica
Estos resultados constituyen una herramienta prometedora y valiosa para tratamientos de regeneración del nervio ciático después de una lesión, lo que a su vez podría reducir al mínimo el dolor y la morbilidad de los pacientes afectados.
Papers relevantes
SOTO, PAULA A.; VENCE, MARIANELA; PIÑERO, GONZALO M.; CORAL, DIEGO F.; USACH, VANINA; MURACA, DIEGO; CUETO, ALICIA; ROIG, ANNA; VAN RAAP, MARCELA B. FERNÁNDEZ; SETTON, CLARA P. “Sciatic nerve regeneration after traumatic injury using magnetic targeted adipose-derived mesenchymal stem cells” ACTA BIOMATERIALIA; Año: 2021 vol. 130 p. 234 – 247. https://doi.org/10.1016/j.actbio.2021.05.050
C.P. SETTON-AVRUJ; PL MUSOLINO; C SALIS; M ALLÓ; O BIZZOZZERO; MJ VILLAR; EF SOTO; JM PASQUINI "Presence of á-globin mRNA and migration of bone marrow cells after". EXPERIMENTAL NEUROLOGY; Lugar: San Diego, CA, USA; Año: 2007 p. 568 – 578. https://doi.org/10.1016/j.expneurol.2006.09.024