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Estudiar la capacidad de curación ósea de moléculas liberadas por células madre

Las células madres mesenquimales (CMM) son muy prometedoras para la regeneración tisular, en especial para la reparación de huesos anormales. Sin embargo, el cultivo de CMM es un proceso costoso que necesita contar con una experiencia considerable.

Salud

En busca de una forma de evitar este largo proceso de cultivo de las CMM, el proyecto PARAGEN estudió el potencial de unas moléculas secretadas por las CMM, los factores paracrinos. «Creemos que pueden ser responsables de los beneficios terapéuticos del trasplante de CMM», explica Pierre Layrolle, coordinador del proyecto e investigador principal en el Instituto Nacional de Salud e Investigación Médica de Francia.

Factores de cicatrización ósea secretados por células madre

El equipo de PARAGEN se centró en realizar pruebas con citocinas y con secreciones contenidas en cuerpos liberados por las CMM llamados vesículas extracelulares (VE). También optimizaron los métodos utilizados para extraer dichos factores paracrinos. Meadhbh Brennan, beneficiaria de una beca Marie Skłodowska-Curie y miembro del equipo, explica: «Descubrimos que los factores secretados por las CMM favorecían la cicatrización tisular y tenían efectos inmunomoduladores al fomentar los fenotipos de células inmunitarias antiinflamatorias y reforzar la diferenciación (desarrollo) de las CMM en osteoblastos». Es más, las secreciones favorecieron la angiogénesis, es decir la formación de vasos sanguíneos, tanto «in vitro» como «in vivo». Estos resultados indican el potencial de cicatrización del secretoma de las CMM, dado que la resolución de la inflamación, el desarrollo de vasos sanguíneos y la diferenciación en osteoblastos son fundamentales para la reparación ósea. Además, cuando los investigadores cultivaron las CMM en armazones óseos de fosfato cálcico con diversas estructuras de superficie, observaron que su topografía afecta a la secreción de citocinas por parte de las CMM y que repercuten sobre los osteoclastos que reabsorben el hueso. Esto tiene implicaciones para perfeccionar el medio de cultivo de las CMM con el objetivo de generar un secretoma de las CMM destinado a las aplicaciones deseadas en materia de cicatrización tisular.

Superar los escollos en el desarrollo de la investigación

«La distinción entre las VE de las células madre y las que ya están en el medio de cultivo constituyó un desafío importante», explica Brennan. El equipo tuvo que trabajar mucho más para determinar el cultivo y la técnica de aislamiento óptimos a fin de lograr una población pura de VE a partir de medios condicionados por CMM. «Estas optimizaciones fueron esenciales para atribuir funciones de forma eficaz a cada parte de las secreciones derivadas de células madre». PARAGEN ha logrado comprender mejor los componentes del secretoma de las CMM y sus efectos sobre la reparación tisular. Sin embargo, se necesitarán más estudios para lograr la curación ósea mediante el secretoma de las CMM. En futuros estudios se investigarán otros medios de cultivo, biomateriales para administrar el secretoma de las CMM, así como la optimización de las dosis. Tal como resume Brennan: «Estos resultados representan importantes avances hacia la obtención de un tratamiento sin receta que podría aprovechar las ventajas del terapia con CMM y evitar a la vez los complejos procedimientos con múltiples etapas que implica el trasplante de CMM».

Avances rápidos para la futura investigación en medicina regenerativa

En cuanto al impacto de la beca Marie Curie sobre la carrera científica de Brennan, cabe destacar que los beneficios han sido enormes. «He adquirido nuevas competencias que podré aplicar en mi nuevo puesto de profesora de Ingeniería Biomédica y Medicina Regenerativa en la Universidad Nacional de Irlanda en Galway, con un nombramiento en la Facultad de Medicina y la Facultad de Ingeniería, que me permitirá desarrollar una carrera en investigación académica», explica Brennan. Sus futuras investigaciones se centrarán en la caracterización del secretoma de las CMM. Además, Brennan recibió recientemente una subvención de inicio del Consejo Europeo de Investigación para seguir investigando en las fronteras del conocimiento sobre el uso de VE de interés terapéutico. Brennan concluye: «He establecido importantes colaboraciones académicas a lo largo de mi beca Marie Curie que pienso seguir alimentando a través de futuras asociaciones de investigación, además de adquirir nuevas competencias técnicas y experiencia en gestión y supervisión de subvenciones de los estudiantes de máster y de doctorado».

Palabras clave

PARAGEN, CMM, hueso, secretoma, VE, células madre, factores paracrinos

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