Mesenquimales Estromales de Tejido Adiposo de Alta Capacidad Proliferativa: Caracterización y Aplicación a Terapia Celular

Abstract

La terapia celular es una novedosa y prometedora herramienta para la medicina futura, que nos permite reparar, reemplaza o restaurar tejidos u órganos dañados usando una variedad de tipos celulares. Este tipo de terapia requiere un gran número de células en animales grandes o grandes lesiones, y este requisito es uno de los principales obstáculos a la hora de llevar a cabo dichas aplicaciones. Las células mesenquimales estromales de tejido adiposo (hAMSC) son excelentes candidatas para hacer terapia celular. La necesidad de expandirlas en cultivo para obtener el número adecuado de células, requiere de tiempos de cultivo en algunos casos crítico para ciertas aplicaciones. El tiempo de duplicación medio de las hAMSC puede variar entre 2-6 dias, dependiendo de las condiciones de cultivo. En condiciones estándar, se requiere aproximadamente 75 días de cultivo para generar 1010 células. En esta tesis, se han probado condiciones de cultivo que mejoran la producción de grandes números de hAMSC. Se ha llevado a cabo un estudio comparativo de las hAMSC crecidas en su medio estándar DMEM, respecto a las hAMSC crecidas en EGM-2 (FP-MSC, fast proliferating MSCs). De forma reproducible, el medio EGM-2 confiere a las hAMSCs un fenotipo de gran capacidad proliferativa, lo cual nos permite reducir el tiempo requerido para obtener grandes cantidades de células seguras, sin perder sus propiedades de pluripotencialidad. Este trabajo recoge un extenso análisis comparativo en ambas condiciones de cultivo, que incluye estudios a nivel de proliferación in vitro, paramétros relacionados con las propiedades mesenquimaloides (perfil inmunofenotípico y capacidad de diferenciación a diferentes linajes), perfil de expresión génica y potencial oncogénico. Los datos recogidos de la experimentación in vitro, apuntan a estas células como una alternativa en el uso de hAMSC en terapias celulares. Las FP-MSC fueron probadas en dos tipos de terapias: anti-tumoral y regenerativa. La terapia anti-tumoral mediada por las FP-MSC portadoras de un gen suicida, no produjo ninguna mejora con respecto a las hAMSC crecidas en su medio estándar. Sin embargo, en el ámbito de la regeneración cardiaca, las FP-MSC mostraron una sutil mejora con respecto a las hAMSC. Ambos tipos celulares fueron capaces de diferenciarse al linaje endotelial y miocárdico, sin embargo, a nivel de función cardiaca las FP-MSC tiende a presentar ciertas mejoras en lo que se refiere a densidad vascular y fracción de eyección en comparación con las hAMSC. Si a esto, le sumamos sus características in vitro asociadas al crecimiento en EGM-2, podemos decir que estas células parecen una interesante y novedosa opción para el tratamiento en la regeneración de tejidos dañados. Podemos decir que se abre un amplio campo donde poder aplicarlas, ya que podemos obtener grandes cantidades de células autólogas para tratamientos terapéutico en un periodo de tiempo muy breve; pudiéndolas utilizar como sustitutas de las hAMSC u otro tipo de mesenquimal, o en combinación con otro tipo celular para tener un efecto sinérgico, y mejorar el resultado terapéutico.

Cell therapy is emerging as a promising strategy for future medicine, to repair, replace or restore damaged tissues or organs using a variety of cell sources. Adipose tissue is an important source of adult multipotent stem cells (AMSCs) due to their abundance and ease of isolation with relatively little trauma for the patient, and their similarity to those of their bone marrow counterparts. However, to obtain reasonable numbers of AMSCs for tissue engineering applications, in particular for regeneration in large animals or for large lesions; ex vivo expansion of AMSCs is required. AMSCs have a doubling time that could vary between 2-6 days depending on culture conditions. In standard culture conditions, approximately 75 days would be required to generate 1010 cells, a prohibitive delay for some therapeutic processes. In the current work we perform a comparative study of DMEM grown AMSCs with EGM-2 grown fast proliferating AMSCs (FP-MSCs). By using a reproducible and reliable methodology, this culture medium allowed us to reduce the time required to obtain large numbers of safe cells without losing their pluripotent properties. We have analysed in both culture conditions the parameters that characterize MSCs (specific immunophenotype and multilineage differentiation), as well as proliferative capacity, genetic stability, gene expression profile, oncogenic potential. Moreover, we also compared their capacity as a therapeutic agent against tumors and for myocardium repair. Our results indicate that paracrine effects of FP-MSCs applied in combination with scaffolds over acute myocardium infarcts may promote myocardium revascularization.