Aplicación de células madre derivadas de tejido adiposo y de pulpa dental para ingeniería tisular ósea

Abstract

[ES] La prevalencia de las lesiones óseas se encuentra en un elevado porcentaje de la población en los países en desarrollo, y se prevé que irá en aumento debido al envejecimiento de la misma. Las causas principales que desencadenan tales lesiones son alteraciones en la homeostasis ósea debido a fracturas o a desequilibrios hormonales afectando directamente a vías moleculares responsables de regular el proceso de diferenciación osteogénica de las células madre mesenquimales (MSC). Es cierto que el tejido óseo cuenta con un proceso regenerativo denominado remodelado óseo, que permite restaurar tejido viejo o dañado por nuevo. No obstante, esta capacidad regenerativa es limitada haciendo imposible reparar lesiones de elevado volumen y se ve afectada con la edad. Actualmente, se emplean los injertos y las técnicas de osteodistracción como terapias convencionales para tratar defectos óseos de gran tamaño. No obstante, estas terapias presentan ciertos inconvenientes tales como la escasez de donantes, la transmisión de patologías infecciosas, la morbilidad en el sitio de extracción y la imposibilidad de remodelación de los materiales empleados, haciendo que sea fundamental la búsqueda de nuevas alternativas. Por esto, la ingeniería tisular se ha convertido en una posible opción para restaurar, mantener y mejorar la función ósea mediante el empleo de las MSC, concretamente de las células madre mesenquimales derivadas del tejido adiposo (ADSC) y de la pulpa dental (DPSC) debido a su fácil obtención por medio de técnicas poco invasivas para el paciente. Por lo tanto, en este proyecto se estudiará y analizará la diferenciación osteogénica a partir de ADSCs y DPSCs empleando como control positivo unas células de origen osteoblástico, las MG63. Para ello, se sembrarán las células sobre unas placas de cultivo que permitirán su crecimiento en 2D y se llevará a cabo una evaluación y una comparación entre dos medios inductores de la diferenciación osteogénica, uno de ellos comercial y el otro elaborado en el propio laboratorio. Mediante tinción inmunofluorescente y RT-PCR se analizará la expresión de unos determinados marcadores osteogénicos para corroborar la eficiencia en la diferenciación de ambos medios. Así, se valorará las condiciones más óptimas para conseguir tal diferenciación y en un futuro cultivar las células sobre soportes tridimensionales que recreen su ambiente fisiológico en el hueso y ver cuál es su repercusión en la regeneración ósea.

[EN] The prevalence of bone lesions is found in a high percentage of the population in developing countries, and it is expected to increase due to the aging of the latter. The main causes which trigger the lesions are alterations in bone homeostasis due to fractures or hormonal imbalances that directly affect the molecular pathways which are responsible for the process of osteogenic differentiation of the mesenchymal stem cells (MSCs). It is true that bone tissue has a regenerative process called bone remodeling, which allows to restore old or damaged tissue for new one. However, this regenerative capacity is limited, making it impossible to repair large lesions and it is affected with age. Currently, grafts and osteodistraction techniques are used as conventional therapies to treat large bone defects. Nevertheless, these therapies have some drawbacks, such as the shortage of donors, the transmission of infectious pathologies, the morbidity in the extraction site and the impossibility of remodeling the materials used, making essential to search for new alternatives. Because of all the aforementioned, tissue engineering has become a possible option to restore, maintain and improve bone function through the use of MSCs, specifically adipose-derived stem cells (ADSC) and dental pulp stem cells (DPSC) due to its easy obtaining by means of low invasive techniques for the patient. Therefore, in this project the osteogenic differentiation will be studied and analysed with ADSCs and DPSCs, using as a positive control cells of osteoblastic origin, the MG63. To do this, the cells will be seeded on culture plates which will allow their growth in two-dimensions (2D) and an evaluation and comparison between two inductive mediums of osteogenic differentiation will be carried out. One of the inductive medium will be commercial and the other will be elaborated in the laboratory. The expression of certain osteogenic markers will be analyzed through inmunofluorescent staining and RT-PCR to corroborate the efficiency in the differentiation of both mediums. Thus, the most optimal conditions will be assessed to achieve such differentiation and, in the future, the same cells will be cultivated on three-dimensional supports, which will recreate their physiological environment in the bone to see what is their effect on bone regeneration.