Productos de corrosión de implantes metálicos inducen ROS y muerte celular en motoneuronas humanas
Autores: Glaß, Hannes; Jonitz-Heincke, Anika; Petters, Janine; Lukas, Jan; Bader, Rainer; Hermann, Andreas
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Productos de corrosión de implantes metálicos inducen ROS y muerte celular en motoneuronas humanas
Categoría
Ciencias de los Materiales
Subcategoría
Materiales para aplicaciones biomédicas
Palabras clave
Avances
Procedimientos quirúrgicos
Reemplazo articular
Fallo del implante
Iones metálicos
Motoneuronas
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 15
Citaciones: Sin citaciones
Debido a los avances en los procedimientos quirúrgicos y la biocompatibilidad de los materiales utilizados en el reemplazo total de articulaciones, más pacientes jóvenes están sometiéndose a estos procedimientos. Aunque los reemplazos articulares de última generación pueden durar 20 años o más, el desgaste y la corrosión siguen siendo un riesgo importante para la falla del implante, y los pacientes con estos implantes están expuestos durante más tiempo a estos productos corrosivos. Por lo tanto, es importante investigar los efectos potenciales en todo el organismo. Las nanopartículas e iones liberados derivados de implantes metálicos comúnmente utilizados consisten, entre otros, en cobalto, níquel y cromo. El efecto de estos productos metálicos en el proceso de osteólisis y aflojamiento aséptico del implante ya ha sido estudiado; sin embargo, el efecto sistémico en otros tipos de células, incluidas las neuronas, sigue siendo elusivo. Con este fin, utilizamos motoneuronas derivadas de iPSC humanas para investigar los efectos de los iones metálicos en las neuronas humanas. Tratamos motoneuronas humanas con concentraciones de iones que se encuentran regularmente en pacientes, las teñimos con MitoSOX y yoduro de propidio, y las analizamos con clasificación celular asistida por fluorescencia (FACS). Encontramos que tras el tratamiento, las motoneuronas humanas sufrieron la formación de ROS y posteriormente murieron. Estos efectos fueron más prominentes en motoneuronas tratadas con 500 M de cobalto o níquel, en las que observamos una muerte celular significativa, mientras que el cromo mostró menos ROS y ningún deterioro aparente de las motoneuronas. Nuestros resultados muestran que el desgaste y los productos corrosivos de los implantes metálicos a concentraciones fácilmente disponibles en los tejidos peri-implantarios inducen ROS y, posteriormente, muerte celular en un modelo celular de motoneurona derivado de iPSC. Por lo tanto, concluimos que el monitoreo del deterioro neuronal es importante en pacientes que se someten a un reemplazo total de articulaciones.
Descripción
Debido a los avances en los procedimientos quirúrgicos y la biocompatibilidad de los materiales utilizados en el reemplazo total de articulaciones, más pacientes jóvenes están sometiéndose a estos procedimientos. Aunque los reemplazos articulares de última generación pueden durar 20 años o más, el desgaste y la corrosión siguen siendo un riesgo importante para la falla del implante, y los pacientes con estos implantes están expuestos durante más tiempo a estos productos corrosivos. Por lo tanto, es importante investigar los efectos potenciales en todo el organismo. Las nanopartículas e iones liberados derivados de implantes metálicos comúnmente utilizados consisten, entre otros, en cobalto, níquel y cromo. El efecto de estos productos metálicos en el proceso de osteólisis y aflojamiento aséptico del implante ya ha sido estudiado; sin embargo, el efecto sistémico en otros tipos de células, incluidas las neuronas, sigue siendo elusivo. Con este fin, utilizamos motoneuronas derivadas de iPSC humanas para investigar los efectos de los iones metálicos en las neuronas humanas. Tratamos motoneuronas humanas con concentraciones de iones que se encuentran regularmente en pacientes, las teñimos con MitoSOX y yoduro de propidio, y las analizamos con clasificación celular asistida por fluorescencia (FACS). Encontramos que tras el tratamiento, las motoneuronas humanas sufrieron la formación de ROS y posteriormente murieron. Estos efectos fueron más prominentes en motoneuronas tratadas con 500 M de cobalto o níquel, en las que observamos una muerte celular significativa, mientras que el cromo mostró menos ROS y ningún deterioro aparente de las motoneuronas. Nuestros resultados muestran que el desgaste y los productos corrosivos de los implantes metálicos a concentraciones fácilmente disponibles en los tejidos peri-implantarios inducen ROS y, posteriormente, muerte celular en un modelo celular de motoneurona derivado de iPSC. Por lo tanto, concluimos que el monitoreo del deterioro neuronal es importante en pacientes que se someten a un reemplazo total de articulaciones.