Efectos del trasplante de células madre en un modelo experimental de Fibrosis Pulmonar

Abstract

INTRODUCCIÓN: la Fibrosis Pulmonar Idiopatica (FPI) es una enfermedad intersticial de mal pronostico y una indicación de trasplante pulmonar. Actualmente, no existe un tratamiento medico curativo o capaz de cambiar el curso evolutivo de esta enfermedad. Las células madres (SC) presentan propiedades regenerativas e inmunomoduladoras y podrían ser una opción de tratamiento.

OBJETIVO: evaluar las propiedades protectoras de las SC derivadas de tejido adipose (ADSC) en un modelo experimental de Fibrosis Pulmonar (FP) inducida con bleomicina (BLM).

MÉTODO: Se analizaron 58 pulmones de 29 ratas macho Sprague-Dawley. Los animales se dividieron al azar en 5 grupos: a) Control (n=3); b) Sham (n=6); c) BLM (n=6); d) BLM+ADSC- 2d (n=6); e) BLM+ADSC-14d (n=8). La BLM se administró por via traqueal: 2,5UI/kg en 500μl de suero fisiológico (SF). Los animales Sham recibieron 500μl de SF por via traqueal. Las ADSC (2x106 células en 100 ul de SF) se administraron por via traqueal a los 2 y 14 días después de la BLM. Los animales fueron sacrificados a los 28 dias. Se utilizó el índice de Ashcroft para determinar el grado de FP. Se determinó la expresión de Hsp27, Vegf, Nfkb, IL6, IL1, Col4 y Tgfβ1 mediante RT-PCR.

RESULTADOS: No hubo ningún caso de mortalidad. Los pulmones de los animales de control y sham mostraron una apariencia pulmonar normal. La Escala de Ashcroft fue: control=0; sham=0,37 }0,07; BLM=6,55 }0,34 vs sham (p=0,006). BLM vs BLM+ADSC-2d=4,63 }0,38 (p=0,005) y BLM+ADSC-14d=3,77 }0,46 (p=0,005). BLM vs sham incrementó significativamente la expresión de Hsp27 (p=0,018), Nfkβ (p=0,009),Col4 (p=0,004), Tgfβ1 (p=0,006) y disminuyó IL1 (p=0,006). BLM+ADSC-2d vs BLM disminuyó significativamente la expresión de Hsp27 (p=0,009) e incremento Vegf (p=0,006) y Nfkβ (p=0,009). BLM+ADSC-14d vs BLM disminuyó significativamente Hsp27 (p=0,028), IL6 (p=0,013) y Col4 (p=0,002), e incremento Nfkβ (p=0,040) y Tgfβ1 (p=0,002).

CONCLUSIONES: El trasplante trastraqueal de ADSC, no utilizado previamente, ha disminuido de forma significativa el grado de FP cuando el trasplante se ha realizado en fases precoces de la enfermedad (2 días) o en fases de enfermedad instaurada (14 dias). La administración trastraqueal permitió la utilización de dosis más bajas de ADSC que la vía intravenosa. La expresión de Hsp27, Vegf, Nfkb, IL6, Col4, Tgfβ1 podría ser útil para monitorizar la respuesta al trasplante de ADSC en FP. Desde el punto de vista traslacional el trasplante de ADSC por vía traqueal podría ser una nueva opción de tratamiento de los pacientes con FPI.

Idiopathic Pulmonary Fibrosis (IPF) is a progressive interstitial lung disease with poor prognosis. Adipose stem cells (ADSC) have demonstrated regenerative properties in several tissues. The hypothesis of this study was that airway transplantation of ADSC could protect against BLM-induced Pulmonary Fibrosis (PF).

METHOD: Fifty-eight lungs from 29 male Sprague-Dawley rats were analyzed. Animals were randomly divided into 5 groups: a) control (n=3); b) sham (n=6); c) bleomycin (BLM) (n=6); d) BLM+ADSC-2d (n=6); and e) BLM+ADSC-14d (n=8). Animals received 500μl saline (sham), 2,5UI/kg BLM in 500μl saline (BLM) and 2 x 106 ADSC in 100µl saline intratracheally at 2 (BLM+ADSC-2d) and 14 days (BLM+ADSC-14d) after BLM. Animals were sacrificed at 28 days. Blinded Ashcroft score was used to determine pulmonary fibrosis extent on histology. Hsp27, Vegf, Nfkβ, IL1, IL6, Col4, and Tgfβ1 mRNA gene expression were determined using qRT-PCR.

RESULTS: Ashcroft index was: control=0; sham=0.37±0.07; BLM=6.55±0.34 vs sham (p=0.006). BLM vs BLM+ADSC-2d=4.63±0.38 (p=0.005) and BLM+ADSC- 14d=3.77±0.46 (p=0.005). BLM vs Sham significantly increased Hsp27 (p=0.018), Nfkβ (p=0.009), Col4 (p=0.004), Tgfβ1 (p=0.006) and decreased IL1 (p=0.006). BLM+ADSC- 2d vs BLM significantly decreased Hsp27 (p=0.009) and increased Vegf (p=0.006), Nfkβ (p=0.009). BLM+ADSC-14d vs BLM significantly decreased Hsp27 (p=0.028), IL6 (p=0.013), Col4 (p=0.002), and increased Nfkβ (p=0.040) and Tgfβ1 (p=0.002).

CONCLUSIONS: Airway transplantation of ADSC significantly decreased the fibrosis rate in both early and established pulmonary fibrosis, modulating the expression of Hsp27, Vegfa, Nfkβ, IL6, Col4, and Tgfβ1. From a translational perspective, this technique could become a new adjuvant treatment for patients with IPF.