La membrana amniótica humana : caracterización de las células madre y su aplicación en terapia celular para reparar lesiones de cartílago articular humano
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- Teses de doutoramento [2150]
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La membrana amniótica humana : caracterización de las células madre y su aplicación en terapia celular para reparar lesiones de cartílago articular humanoAuthor(s)
Directors
Blanco García, Francisco JavierDíaz Prado, Silvia María
Date
2010Center/Dept./Entity
Universidade da Coruña. Departamento de medicinaAbstract
[Resumen] La capacidad de reparación del cartílago articular es muy limitada, debido
principalmente a que es un tejido avascular. Actualmente no existen
tratamientos farmacológicos eficaces para curar la artrosis (osteoarthritis, OA),
aunque algunos fármacos podrían retardar su progresión. La mayoría de los
esfuerzos realizados hasta la actualidad con la finalidad de reparar una lesión
de cartílago articular van encaminados a superar las limitaciones que posee
este tejido para cicatrizar las lesiones, implantar nuevas células con capacidad
condrogénica y facilitar el acceso al sistema vascular. Pero el problema es que
se genera un tejido de reparación fibrocartilaginoso que no reúne las
condiciones del cartílago articular hialino natural. Para evitar la necesidad de
reemplazo protésico, se desarrollaron diferentes tratamientos celulares
basados en el empleo de células multipotentes mesenquimales estromales
(CME), con el objetivo de formar un tejido de reparación con estructura,
composición bioquímica y comportamiento funcional biomecánico iguales que
los del cartílago articular natural.
En la actualidad, las CME son consideradas como una potencial Terapia
Celular para el tratamiento de un amplia variedad de enfermedades, incluída la
OA. La médula ósea es, por excelencia, la fuente tisular empleada para la
obtención de CME adultas, pero presentan una serie de desventajas. Por ello,
la identificación de fuentes alternativas de CME con fines terapéuticos sería
muy beneficioso. En este estudio se ha demostrado la localización y
aislamiento de dos poblaciones de CME procedentes de membrana amniótica
humana (MA), las células mesenquimales estromales amnióticas humanas
(CMEAh) y las células epiteliales amnióticas humanas (CEAh). Ambas
poblaciones celulares mostraron similares perfiles de expresión de marcadores
de superficie de progenitores mesenquimales. Sin embargo, mostraron
diferencias en cuanto a su rendimiento celular y su potencial de diferenciación
hacia los principales linajes mesodérmicos. En este sentido, nuestros estudios
de diferenciación celular demostraron que las CMEAh poseen una mayor
capacidad de diferenciación mesodérmica in vitro que las CEAh, indicando que
las CMEAh contienen más células progenitoras mesenquimales.
En este trabajo se estudió no sólo la utilidad de la MA como fuente de CME,
sino también como soporte o andamiaje. Los modelos de reparación in vitro de
cartílago articular humano, empleando condrocitos, CMEAh y CEAh cultivadas
sobre la MA, mostraron la síntesis de un tejido de reparación fibrocartilaginoso
que mostró buena integración con el tejido nativo. Además, nuestros resultados
sugieren que la reparación era de mayor calidad cuando se empleaban CME
de MA, ya sean CMEAh como CEAh, que cuando se utilizaban condrocitos
humanos.
La posibilidad de poder obtener, mediante técnicas no invasivas, un tejido fetal
que pueda ser empleado como soporte o andamiaje y que además proporcione
un alto rendimiento en la recuperación de CME con una gran capacidad de
proliferación, convierte a la MA en una fuente tisular alternativa de gran utilidad
en el campo de la Medicina Regenerativa. --- [Resumo] A capacidade de reparación do cartilaxe articular é moi limitada, debido
principalmente a que é un tecido avascular. Actualmente non existen
tratamentos farmacolóxicos eficaces para curar a artrose (osteoarthritis, OA),
aínda que algúns fármacos poderían retardar a súa progresión. A maioría dos
esforzos realizados ata a actualidade coa finalidade de reparar unha lesión do
cartilaxe articular van encamiñados a superar as limitacións que posúe este
tecido para cicatrizar as lesións, implantar novas células con capacidade
condroxénica e facilitar o acceso do sistema vascular. Pero o problema é que
se xenera un tecido de reparación fibrocartilaxinoso que non reúne as
condicións do cartilaxe articular hialino natural. Para evitar a necesidade de
remplazo protésico, desenvolvéronse diferentes tratamentos celulares co
obxectivo de formar un tecido de reparación con estrutura, composición
bioquímica e comportamento funcional biomecánico iguais ós do cartilaxe
articular natural.
Na actualidade, as células multipotentes mesenquimais estromais (CME) son
consideradas coma unha potencial terapia celular para o tratamento dunha
ampla variedade de enfermidades, incluída a OA. A medula ósea é, por
excelencia, a fonte tisular empregada para a obtención de CME adultas, pero
presentan unha serie de desvantaxes. Por elo, a identificación de fontes
alternativas de CME con fins terapéuticos sería moi beneficiosa. Neste estudo
demostrouse a localización e illamento de dúas poboacións de CME
procedentes de membrana amniótica humana (MA), as células mesenquimais
estromaiss amnióticas humanas (CMEAh) e as células epiteliais amnióticas
humanas (CEAh). Ambalas dúas poboacións celulares mostraron similares
perfís de expresión de marcadores de superficie de proxenitores
mesenquimais. Nembargantes, mostraron diferencias en canto ó seu
rendemento celular e ó seu potencial de diferenciación de cara ós principais
linaxes mesodérmicos. Neste senso, os nosos estudos de diferenciación celular
amosaron que as CMEAh posúen unha maior capacidade de diferenciación
mesodérmica in vitro que as CEAh, indicando que as CMEAh conteñen máis
células proxenitoras mesenquimais.
Neste traballo estudiouse non só a utilidade da MA como fonte de CME senon
tamén como soporte ou andamiaxe. Os modelos de reparación in vitro de
cartilaxe articular humano, empregando condrocitos, CMEAh e CEAh
cultivadas sobre a MA, amosaron a síntese dun tecido de reparación
fibrocartilaxinoso que amosou boa integración co tecido nativo. Ademáis, os
nosos resultados suxiren que a reparación era de maior calidade cando se
empregaban CME de MA, xa sexan CMEAh coma CEAh, que cando se
utilizaban condrocitos humanos.
A posibilidade de poder obter, mediante técnicas non invasivas, un tecido fetal
que poida ser empregado coma soporte ou andamiaxe e que ademáis
proporcione un alto rendemento na recuperación de CME cunha gran
capacidade de proliferación, convirte á MA nunha fonte tisular alternativa de
gran utilidade no campo da Medicina Rexenerativa. --- [Abstract] Cartilage has a very limited capacity for self-repair, mostly due to its lack of
vasculature. As of today, there are no pharmacological treatments that
successfully cure osteoarthritis (OA), although some of them might slow down
its progression. Most current efforts to repair articular cartilage are directed
towards overcoming its limitations to heal these lessions, implant new cells with
chondrogenic capacity and facilitate vascular access. But the main problem is
that this approach leads to a fibrocartilaginous repair tissue that does not show
the same properties as natural hyaline articular cartilage. To avoid the need to
implant a joint prosthesis, different treatment options based on the use of
multipotent mesenchymal stromal cells (MSC) have been developed with the
objective of achieving a repair tissue with a structure, biochemical makeup and
functional behaviour similar to those of native articular cartilage.
At present, MSCs are being considered as potential candidates for cell therapy
in a wide variety of illnesses, including ostheoarthritis. Bone marrow is the most
commonly employed source of adult MSCs, but it shows some disadvantages.
For this reason, the identification of alternative sources of MSCs with
therapeutic potential would be very advantageous. In the present study, the
localization and isolation of two populations of MSCs,amnion mesenchymal
stromal cells (hAMSC) and amnion epithelial cells (hAEC) from human amniotic
membrane (hAM) has been demonstrated. Both populations showed similar
profiles of mesenchymal progenitor surface markers. However, they showed
differences in cellular yield and exhibited different potential of differentiation
towards the main mesodermic lineages. In this sense, our studies of cellular
differentiation demonstrated that hAMSC show a higher potential for
mesodermic differentiation in vitro than hAEC, indicating that the hAMSC
population contains a higher percentage of mesenchymal progenitors.
In the present work, the usefulness of hAM, not only as a MSC source, but also
as a scaffold, was investigated. The in vitro repair models for human articular
cartilage, involving chondrocytes, hAMSC and hAEC cultured over the hAM,
showed the synthesis of a fibrocartilaginous tissue with good integration with
the surrounding native tissue. Moreover, our results suggest that the quality of
the repair tissue resulting from the use of MSCs from hAM, either hAMSC or
hAEC was better than when human chondrocytes were used.
The possibility of obtaining, through non-invasive techniques, a foetal tissue that
can be used as a cell delivery scaffold and in addition can provide a high yield
of MCSs with high proliferative capacity, reveal hAM as an extremely valuable
alternative cell source in the field of regenerative medicine.
Keywords
Células madre
Terapia celular
Terapia celular
Rights
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ISBN
978-84-694-3589-2