Células Madre derivadas de Médula Ósea promueve la reparación de tejido pulmonar en Fibrosis y EPOC

11 02 2013

El presente artículo es un resumen de una publicación de la revista CHEST (Bone Marrow-Derived Stem Cells and Respiratory Disease CHEST 2011; 140(1): 205 – 211) escrito por Carla P. Jones, PhD; and Sara M. Rankin, PhD; ambas investigadoras de la Sección de Biología Leucocitaria, del Instituto Nacional de Corazón y Pulmón, del Colegio Imperial de Londres, Inglaterra.

Abreviaciones (por sus siglas en inglés): EOG-EPC= early outgrowth endothelial progenitor cell; EPC = endothelial progenitor cell; LOG-EPC = late outgrowth endothelial progenitor cell; MSC = mesenchymal stem cell; PDGFR = platelet-derived growth factor receptor; PH =pulmonary hypertension; VEGF = vascular endothelial growth factor.

En años recientes se ha descubierto que en adición a las bien caracterizadas células madre hematopoyéticas, la médula ósea adulta posee células madre no  hematopoyéticas, tales como las células madre endoteliales (EPCs), fibrocitos y células madre mesenquimales (MSCs). Estas células bajo condiciones homeostáticas abandonan la médula ósea, circulan en la sangre y contribuyen a la reparación de los tejidos en respuesta al daño de los mismos.

 Células madre endoteliales (EPCs)

Las células madre endoteliales fueron descrita por primera vez en 1997 cuando Asahara y colaboradores identificaron en sangre una población de células mononucleares capaces de diferenciarse en vitro en células endoteliales.

A partir de entonces se ha identificado que estas células progenitoras pueden contribuir a la angiogenesis y vasculogenesis (formación de nuevos vasos sanguíneos), a pesar de que no se han identificado marcadores específicos para estas células, las cuales proliferan y producen colonias que pueden ser cuantificadas en número, tanto en la sangre como en los tejidos. La creación de nuevos vasos sanguíneos es una condición fundamental que conduce a la formación del nuevo tejido pulmonar y a la regeneración del órgano dañado.

 En múltiples estudios realizados, estas células mononucleares han sido colocadas en gelatina y crecen en presencia de factores endoteliales de crecimiento (incluyendo el factor de crecimiento endotelial vascular VEGF), y por lo tanto, está claro en este momento, de que existen dos diferentes tipos de células endoteliales, el primero derivado del linaje hematopoyético (EOG-EPCs) y el segundo derivado de un linaje endotelial (LOG-EPCs).

Las células EOG-EPCs se cree que no participan directamente en la formación de nuevos vasos sanguíneos, pero han demostrado tener la capacidad de secretar factores pro angiogénicos, que promueven la formación de vasos sanguíneos por medio de un mecanismo de estimulación tipo paracrino.

El otro grupo de células endoteliales (LOG-EPCs), que se observan en los cultivos celulares después de 21 días de incubamiento y que presentan una morfología parecida a los guijarros la cual es característica de las células endoteliales maduras, son células que en contraste con las primeras, poseen la habilidad de formar vasos sanguíneos tanto en el laboratorio como en vivo en todos los modelos de corazón y pulmón que se han realizado.

También está ampliamente documentado que elementos químicos llamados citoquinas estimulan la producción de nuevas arteriolas, además de que es interesante observar los reportes que confirman que estas células tienen receptores sensibles a esas citoquinas.

Los marcadores tipo CD34 son específicos de las células madres hematopoyéticas y endoteliales, y en pacientes con enfermedad pulmonar obstructiva crónica (EPOC) los niveles de las células circulantes se ven reducidos si se comparan con sujetos normales. Lo anterior apoya la idea, que este fenómeno refleja el incremento del tráfico de estas células hacia los pulmones con el propósito de ayudar a la regeneración del tejido dañado.

Niveles circulantes de células CD34 se incrementan durante las crisis de EPOC, lo cual está relacionado con la elevación en el plasma de los factores de crecimiento VEGF-A en pacientes afectados de la enfermedad.

Finalmente, dos estudios científicos realizados en China han reportado resultados positivos y eficaces en el trasplante de células endoteliales en pacientes con hipertensión arterial pulmonar idiopática, cuando estas células son trasplantadas en adición a la terapia convencional.

También existe considerable evidencia que las células madre tipo fibroblastos provenientes de la médula ósea, y llamados fibrocitos, contribuyen con el proceso de regeneración pulmonar. Se conoce que estos elementos son reclutados en los sitios de inflamación y estimulan la reparación del tejido produciendo moléculas de matriz extracelular como por ejemplo el colágeno uno y tres, vimentina y fibronectina. Los datos apoyan la idea que el reclutamiento de este tipo de células presenta un potencial terapéutico dirigido a reducir la fibrosis pulmonar.

Células madre Mesenquimales (MCSs)

Las MSCs son células estromales multipotentes que pueden ser recolectadas en diferentes tejidos incluyendo la médula ósea, el músculo esquelético, el fluido amniótico y la grasa o tejido adiposo.

Se adhieren con facilidad al plástico y exhiben una diferenciación en tres líneas principales que son adipocitos (células grasa), condrocitos (células de cartílago) y osteoblastos (células óseas). Algunos estudios han demostrado que estas células también tienen la habilidad de diferenciarse en neuronas y células musculares

Una característica única de las células mesenquimales es su habilidad de producir un potente efecto inmunosupresivo tanto en el laboratorio como en vivo, y este efecto es debido a su capacidad de secretar una amplia cantidad de inmunomoduladores.

Las MSCs se pueden recolectar fácilmente de la médula ósea o del tejido adiposo y expandirse en el laboratorio para ser usadas en terapia celular. Los impresionantes efectos inmunosupresores que poseen estas células han sido reportados en una gran cantidad de trabajos incluyendo en la enfermedad injerto contra huésped posterior a los trasplante de órganos y en esclerosis múltiple y otras enfermedades a auto inmunes.

Con respecto a las enfermedades pulmonares existe un número importante de publicaciones que reportan la reducción de estas enfermedades utilizando las células madre.

Las MSCs también se están usando para otra gran variedad de enfermedades como la enfermedad de Crohn’s, la esclerosis múltiple, la diabetes y otras enfermedades obteniéndose excelentes resultados reportados en la literatura científica mundial.

Células madre epiteliales

Además de las células descritas antestambién existen células progenitoras epiteliales en el pulmón adulto. Los estudios reportan que las células madre derivada de la médula ósea son capaces de incorporarse y diferenciarse en epitelio pulmonar siendo capaces de reparar y promover la reparación de este tejido.

La activación farmacológica de este grupo de células endógenas representa una alternativa para la realización de terapia con células madre, y una de las estrategias es estimular la movilización de las células progenitoras desde la médula ósea de tal forma de inducir regeneración o modulación inmune durante el desarrollo de la enfermedad. Se ha demostrado recientemente que la movilización de células progenitoras como las hematopoyéticas, mesenquimales y endoteliales pueden ser reguladas en forma diferenciada sugiriendo que la terapia farmacológica puede desarrollar una movilización selectiva de células madre provenientes de médula ósea.

 En nuestro hospital, el grupo de especialistas recolecta y concentra este tipo de células provenientes de la médula ósea para hacer posteriormente inyectadas en los pulmones de los pacientes con el objetivo de regenerar el tejido pulmonar dañado. Los resultados de este procedimiento han sido positivos para el paciente.


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13 09 2014
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CÉLULAS MADRE DERIVADAS DE LA MÉDULA ÓSEA PROMUEVE LA REPARACIÓN DEL TEJIDO PULMONAR EN EPOC Y FIBROSIS. | Unidad de Aféresis

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