Estrategias mecanobiológicas para mejorar la plasticidad del tendón de las células madre derivadas de adipocitos ovinos para aplicaciones en medicina regenerativa e ingeniería de tejidos
Autores: Haidar-Montes, Arlette A.; Mauro, Annunziata; El Khatib, Mohammad; Prencipe, Giuseppe; Pierdomenico, Laura; Tosi, Umberto; Wouters, Guy; Cerveró-Varona, Adrián; Berardinelli, Paolo; Russo, Valentina; Barboni, Barbara
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Estrategias mecanobiológicas para mejorar la plasticidad del tendón de las células madre derivadas de adipocitos ovinos para aplicaciones en medicina regenerativa e ingeniería de tejidos
Categoría
Ciencias Agrícolas y Biológicas
Subcategoría
Zootecnia
Palabras clave
Células madre
Potencial tenogénico
Expansión in vitro
Reparación de tendones
Morfología similar a tenocitos
Ingeniería de tejidos
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 9
Citaciones: Sin citaciones
Las células madre derivadas de adipocitos (ADSCs) tienen un gran potencial para la reparación de tendones, aunque su plasticidad tenogénica y los mecanismos subyacentes siguen siendo solo parcialmente comprendidos, particularmente en células derivadas del modelo animal ovino. Este estudio tuvo como objetivo caracterizar las oADSCs durante la expansión in vitro para validar sus propiedades fenotípicas antes del trasplante. Además, se evaluó su potencial tenogénico utilizando dos enfoques validados in vitro: (1) medios condicionados (CM) teno-inductivos derivados de una co-cultura entre células madre amnióticas ovinas y explantes de tendón fetal, y (2) siembra a corto (48 h) y largo plazo (14 días) en andamios electrohilados de PLGA altamente alineados (ha-PLGA). Nuestros hallazgos indican que las oADSCs pueden expandirse sin senescencia y pueden mantener la expresión de marcadores de pluripotencia (Sox2, Oct4, Nanog) y mesenquimatosos (CD29, CD166, CD44, CD90) mientras permanecen negativas para antígenos hematopoyéticos (CD31, CD45) y MHC-II. Cabe destacar que el potencial de diferenciación tendinosa de las oADSCs dependía en gran medida de la estrategia in vitro. Las oADSCs expuestas a CM aumentaron significativamente la expresión de genes relacionados con el tendón (COL1, TNMD, THBS4) pero no lograron acumular la proteína TNMD a los 14 días de cultivo. Por el contrario, las oADSCs sembradas en fleeces de ha-PLGA aumentaron rápidamente la expresión de los genes relacionados con el tendón (48 h) y en 14 días acumularon altos niveles de la proteína TNMD en el citoplasma de las ADSCs, mostrando una morfología similar a la de los tenocitos. Esta respuesta celular de mecanosensación involucró una completa downregulación de SOX9 acompañada de activación de YAP, destacando la eficacia de los estímulos biofísicos en la promoción de la diferenciación tenogénica. Estos hallazgos subrayan la auto-renovación a largo plazo de las oADSCs y su potencial diferenciativo hacia tendones, abriendo así su uso en un entorno preclínico para desarrollar protocolos innovadores basados en células madre y de ingeniería de tejidos para la regeneración de tendones, aplicados al campo veterinario.
Descripción
Las células madre derivadas de adipocitos (ADSCs) tienen un gran potencial para la reparación de tendones, aunque su plasticidad tenogénica y los mecanismos subyacentes siguen siendo solo parcialmente comprendidos, particularmente en células derivadas del modelo animal ovino. Este estudio tuvo como objetivo caracterizar las oADSCs durante la expansión in vitro para validar sus propiedades fenotípicas antes del trasplante. Además, se evaluó su potencial tenogénico utilizando dos enfoques validados in vitro: (1) medios condicionados (CM) teno-inductivos derivados de una co-cultura entre células madre amnióticas ovinas y explantes de tendón fetal, y (2) siembra a corto (48 h) y largo plazo (14 días) en andamios electrohilados de PLGA altamente alineados (ha-PLGA). Nuestros hallazgos indican que las oADSCs pueden expandirse sin senescencia y pueden mantener la expresión de marcadores de pluripotencia (Sox2, Oct4, Nanog) y mesenquimatosos (CD29, CD166, CD44, CD90) mientras permanecen negativas para antígenos hematopoyéticos (CD31, CD45) y MHC-II. Cabe destacar que el potencial de diferenciación tendinosa de las oADSCs dependía en gran medida de la estrategia in vitro. Las oADSCs expuestas a CM aumentaron significativamente la expresión de genes relacionados con el tendón (COL1, TNMD, THBS4) pero no lograron acumular la proteína TNMD a los 14 días de cultivo. Por el contrario, las oADSCs sembradas en fleeces de ha-PLGA aumentaron rápidamente la expresión de los genes relacionados con el tendón (48 h) y en 14 días acumularon altos niveles de la proteína TNMD en el citoplasma de las ADSCs, mostrando una morfología similar a la de los tenocitos. Esta respuesta celular de mecanosensación involucró una completa downregulación de SOX9 acompañada de activación de YAP, destacando la eficacia de los estímulos biofísicos en la promoción de la diferenciación tenogénica. Estos hallazgos subrayan la auto-renovación a largo plazo de las oADSCs y su potencial diferenciativo hacia tendones, abriendo así su uso en un entorno preclínico para desarrollar protocolos innovadores basados en células madre y de ingeniería de tejidos para la regeneración de tendones, aplicados al campo veterinario.