Efectos de la estimulación mecánica sobre células madre aplicado a la regeneración de cartílago

Resumen

La baja capacidad de regeneración del cartílago hialino articular ha estimulado el desarrollo de numerosas terapias, con resultados poco satisfactorios hasta la fecha. Desde hace años la ingeniería tisular ha puesto a punto diferentes procedimientos in vitro para favorecer la diferenciación condrogénica de células madre mesenquimales. Debido a los buenos resultados que se han alcanzado, algunos de los constructos obtenidos con estas técnicas han acabado implantándose en pacientes con lesiones condrales u osteocondrales, pero con fracasos a medio y largo plazo en muchos de los casos. Es por ello que esta Tesis Doctoral tiene como objetivo seguir profundizando en las técnicas de ingeniería tisular aplicadas a las terapias de las lesiones condrales, concretamente se han estudiado diferentes mecanismos para conseguir la diferenciación condrogénica de células madre mesenquimales de pulpa dental humana (hDPSC), promoviendo la síntesis de proteínas características de la matriz extracelular cartilaginosa hialina. Por un lado, se han cultivado hDPSC en hidrogeles y en forma de organoide celular o microtejidos con diferentes medios de cultivo (proliferación celular o diferenciación condrogénica), a lo largo de diferentes tiempos (3 días y 2, 4 y 6 semanas). Los resultados han revelado que el cultivo en un entorno tridimensional induce la diferenciación condrogénica, mientras que el cultivo con medio de inducción condrogénica promueve la síntesis de proteínas o proteoglicanos características de la matriz extracelular condral, como son el agrecano y el colágeno de tipo II, a tiempos más cortos. Finalmente, la estimulación de microtejidos de hDPSC mediante campos magnéticos y fuerzas mecánicas indujo la diferenciación condrogénica a los 3 días de tratamiento, promoviendo la síntesis de estas proteínas fundamentales de la matriz condral de manera más consistente, mientras que un tiempo de estimulación más largo (2 semanas) indujo la producción de colágeno de tipo I, característico del fibrocartílago. En definitiva, el cultivo de hDPSC en modo de microtejido induce la diferenciación condrogénica y la síntesis de proteínas características de la matriz extracelular del cartílago hialino. Además, su estimulación mediante fuerzas electromagneto-mecánicas acelera este proceso de diferenciación, generándose una matriz de proteínas condrales consistente a lo largo del tiempo.