La combinación de células madre adultas/fármaco para el glaucoma promueve la cicatrización de heridas diabéticas en ratones

Un andamio de bioingeniería que contiene MSC humanas alogénicas preacondicionadas por hipoxia combinadas con un antagonista beta-adrenérgico, timolol, para tratar heridas diabéticas en ratones. El tratamiento optimizado mejoró la reepitelización en un 65,6 % con los efectos beneficiosos de disminuir la inflamación y promover la angiogénesis. Este estudio proporciona evidencia preclínica que respalda la traducción de este tratamiento basado en MSC como una terapia para pacientes con heridas crónicas. Crédito: AlphaMed Press

Un nuevo estudio publicado hoy en Stem Cells Translational Medicine muestra la promesa de un gran avance en la curación de las úlceras crónicas del pie que resultan de la diabetes. El estudio, realizado por investigadores de la Universidad de California, Davis, es el primero en demostrar cómo un andamio de bioingeniería compuesto por células madre mesenquimales (MSC) humanas combinadas con el fármaco timolola comúnmente utilizado para tratar el glaucoma mejoró la cicatrización y disminuyó la inflamación en las heridas de los diabéticos. ratones hasta en un 75 por ciento sobre los grupos de control.

Las úlceras crónicas del pie son algunas de las complicaciones más peligrosas y comunes de la diabetes y afectan hasta a una cuarta parte de los 25 millones de personas que viven con diabetes solo en los Estados Unidos, según la Asociación Estadounidense de Diabetes. La asociación también predice que el 30 por ciento de estos casos eventualmente conducirá a la amputación. Aún más alarmante es la tasa de mortalidad proyectada a cinco años de aquellos que se someten a una amputación del 48 por ciento, una estadística a la par con el cáncer de colon.

«Los gastos de atención médica de EE. Sin embargo, estos gastos para un buen estándar de atención, que incluye cosas como seguir una dieta estricta, descargar la presión del pie para permitir que las heridas cicatricen, los antibióticos o la cirugía dan como resultado la curación en solo el 30 por ciento de los pacientes», dijo Roslyn Rivkah Isseroff. , MD, profesor de dermatología en UC Davis, jefe del Servicio de Dermatología VA del Sistema de Salud del Norte de California y jefe de la clínica de Curación de Heridas. «Tratar a estos pacientes y tratar de que sanen es lo que me impulsó a trabajar en este problema». Dirigió el estudio junto con Jan Nolta, Ph.D., quien dirige el Programa de Células Madre en la Facultad de Medicina de UC Davis y su Instituto de Curas Regenerativas.

«Esta tasa de curación bastante pésima ha impulsado una investigación vigorosa alternativas terapéuticas», dijo el Dr. Nolta. «La Administración de Alimentos y Medicamentos (FDA) ya ha aprobado varias terapias celulares para tratar la UPD, pero las tasas de curación muestran solo una mejora modesta en comparación con el estándar de atención de la UPD. Sin embargo, ninguno de estos productos está compuesto principalmente de MSC. Las terapias basadas en MSC pueden ofrecer ventajas sobre las terapias celulares actualmente disponibles al regular la respuesta inmunitaria e inflamatoria anormal típica de la UPD».

Estudios anteriores realizados por el equipo de UC Davis mostraron que el 85 % de las MSC se aplicaban se localizan en el lado de siembra y se retienen y son viables en cultivo durante 15 días. Su trabajo también demostró que el pretratamiento de hipoxia, es decir, privar a las MSC de oxígeno aumentó su supervivencia y mejoró la retención de células en el sitio de la herida. «El preacondicionamiento hipóxico reduce el consumo de glucosa por parte de las células, lo que da como resultado una supervivencia más prolongada en un ambiente deficiente en nutrientes», explicó el Dr. Nolta.

La idea detrás de agregar timolol a este último estudio surgió de otro estudio realizado por el Investigadores de UC Davis en el que mostraron cómo el tejido de la herida genera una hormona del estrés llamada catecolamina y que la catecolamina impide la cicatrización. (La catecolamina juega un papel importante en la respuesta del cuerpo al estrés al elevar la presión arterial y los niveles de glucosa en la sangre). Se sabe que el timolol revierte los efectos negativos de las catecolaminas y, por lo tanto, mejora la curación.

Para realizar su último estudio, el equipo de investigación sembró MSC, recolectadas de la médula ósea de donantes humanos sanos, en andamios de matriz circular. Se probaron varias concentraciones de MSC en un esfuerzo por determinar la dosificación óptima de MSC. A continuación, los andamios se incubaron en timolol al 1 por ciento de oxígeno (hipoxia) en el medio de cultivo MSC.

Los andamios se aplicaron luego a las heridas de un grupo de ratones diabéticos. Se crearon dos pequeñas heridas circulares una frente a la otra a lo largo de la columna del animal y se entablillaron individualmente para evitar que la piel se contrajera mientras sanaba. A continuación, se insertó un andamio tratado con MSC con el lado de la célula hacia abajo en la herida. Todos los ratones del grupo de control se trataron solo con un andamio de matriz (sin MSC ni timolol). La idea era ver qué tan efectivas eran las propias células de los animales en la reconstrucción del tejido dañado en comparación con las heridas tratadas con MSC-matrix y timolol.

Además, varias de las heridas tratadas con MSC-matrix recibieron una aplicación diaria de timolol (se probaron diferentes dosis) para medir cómo afectaba el fármaco al proceso de cicatrización.

Siete días después se analizaron los resultados. Los investigadores descubrieron que todos los andamios de matriz que usaban la combinación de MSC con hipoxia y preacondicionamiento con timolol mostraron una epitelización de heridas significativamente mejorada (es decir, reparación de tejidos) en más del 70 por ciento en relación con el grupo de matriz sola. Las aplicaciones adicionales de timolol aplicadas a la combinación de matriz/MSC también aumentaron la reepitelización, en casi un 75 por ciento en comparación con los controles no tratados con timolol.

«En general, la combinación de MSC y timolol mejoró con éxito la herida cicatrización y reducción de la respuesta inflamatoria en los ratones», dijo el Dr. Nolta. «Esto sugiere que este enfoque único podría proporcionar respuestas de curación superiores en humanos con heridas diabéticas».

«Para este trabajo, los científicos combinaron células madre adultas con un fármaco reutilizado que mejora la curación para crear una nueva bioingeniería andamio que algún día podría conducir a un nuevo tratamiento para las úlceras diabéticas crónicas», dijo Anthony Atala, MD, editor en jefe de STEM CELLS Translational Medicine y director del Wake Forest Institute for Regenerative Medicine. «Los resultados de este estudio son prometedores y ofrecen terapia no solo para las úlceras diabéticas, sino también para otros tipos de heridas».

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Vendajes supercargados para revolucionar el tratamiento de heridas crónicas Más información: Hsin-ya Yang et al, Producto combinado de matriz dérmica, células madre mesenquimales humanas y timolol promueve la cicatrización de heridas diabéticas en ratones, STEM CELLS Translational Medicine (2020). DOI: 10.1002/sctm.19-0380 Información de la revista: Stem Cells Translational Medicine

Proporcionado por AlphaMed Press Cita: La combinación de células madre adultas/fármaco para el glaucoma promueve la herida diabética curación en ratones (28 de julio de 2020) recuperado el 31 de agosto de 2022 de https://medicalxpress.com/news/2020-07-adult-stem-cellsglaucoma-drug-combo.html Este documento está sujeto a derechos de autor. Aparte de cualquier trato justo con fines de estudio o investigación privados, ninguna parte puede reproducirse sin el permiso por escrito. El contenido se proporciona únicamente con fines informativos.