Las células madre preparadas con antioxidantes se muestran prometedoras en la reparación de huesos dañados por la radiación
La irradiación causó un deterioro significativo de la capacidad madre del SSC a través de la inactivación de las vías MAPK. FA rescató el SSC irradiado parcialmente a través de la señalización MAPK reactivada. Crédito: AlphaMed Press
El estándar de tratamiento para los tumores óseos suele ser doble: cirugía para extirpar la sección cancerosa seguida de radioterapia para asegurar que todas las células cancerosas hayan sido eliminadas. Esta es una forma efectiva de vencer los tumores óseos; sin embargo, a menudo da como resultado grandes defectos óseos y dificulta la cicatrización de heridas debido a la extensa separación del tejido y al daño tisular inducido por la radiación. Un nuevo estudio publicado en STEM CELLS Translational Medicine demuestra cómo las células madre preparadas con ácido ferúlico pueden reparar ese daño óseo y cómo ocurre. La información que proporciona este estudio podría ayudar en el desarrollo de nuevos tratamientos para las lesiones óseas irradiadas.
Heng Zhu, MD, Ph.D., del Instituto de Medicina de Radiación de Beijing (BIRM), y Li Ding, MD, Ph.D., del Centro Médico de la Fuerza Aérea en la República Popular de China, fueron co -Autores de correspondencia del artículo. Los colegas de BIRM, Jia-Wu Liang, MD, y Pei-Lin Li, MD, fueron los primeros autores.
«Una de las principales preocupaciones de la radioterapia es que afecta el ‘tronco’ de las células madre esqueléticas ( SSC), lo que significa que afecta su capacidad de autorrenovación y diferenciación, que son activos críticos para la regeneración y reparación ósea», dijo el Dr. Zhu. «A pesar de esto, hay poca información disponible sobre el cambio en el tallo SSC después de la irradiación y los factores reguladores subyacentes relacionados. Esto limita nuestro nivel de comprensión sobre la regeneración ósea basada en SSC».
Mientras buscamos una forma de restringir efectos nocivos de la radiación en las SSC, el Dr. Zhu y su equipo se interesaron en el ácido ferúlico (FA). FA es un potente antioxidante que se encuentra comúnmente en frutas y verduras que exhibe fuertes propiedades antiinflamatorias y se ha aplicado ampliamente en la prevención de enfermedades cardiovasculares, diabetes, cáncer y más. También se sabe que alivia el daño de las células madre inducido por la radiación.
«Dado el papel fundamental de las SSC en la regeneración ósea y el papel potencial de los FA en la protección contra la radiación, planteamos la hipótesis de que la FA combinada con las SSC podría ser eficaz en la reconstrucción de defectos óseos irradiados. Exploramos esta idea utilizando un modelo celular in vitro y un modelo animal in vivo. Además, también se investigaron los mecanismos celulares y moleculares que subyacen a los efectos protectores de la FA en las SSC», dijo el Dr. Ding.
Para la fase in vitro de su estudio, los investigadores sembraron SSC irradiados y SCC no irradiados en placas de cultivo y luego agregaron FA en diferentes concentraciones para determinar los efectos potenciales de FA en la proliferación, diferenciación y autorrenovación de SSC.
Para explorar la capacidad de reparación de SSC en defectos óseos irradiados en un modelo animal, se irradiaron localmente las extremidades traseras y el abdomen inferior de ratones y luego se realizaron cirugías de defectos óseos una hora más tarde. Los ratones no irradiados que se sometieron a cirugía sirvieron como controles de defectos óseos. A continuación, se inyectaron microcriogeles que habían sido sembrados con SSC preparadas con FA o SSC solas en las áreas de defectos óseos de los ratones irradiados. La misma concentración de microcriogel sin SSC se utilizó en otro grupo de animales irradiados, como control. Finalmente, para estudiar los efectos de la FA en la reparación ósea, se inyectó una solución de FA en los defectos óseos irradiados.
Luego, los resultados se evaluaron a intervalos de una, dos y tres semanas después de la radiación. Demostraron que la AF rescató significativamente el deterioro de las SSC inducido por la radiación al activar las vías p38/MAPK y ERK/MAPK, que son cadenas de proteínas en las células que comunican señales de los receptores en la superficie de una célula a su ADN. Como tales, juegan un papel importante en la proliferación, diferenciación, desarrollo, transformación, apoptosis y otros programas celulares complejos.
Además, el FA mejoró sustancialmente los efectos de reparación ósea de las SSC en los ratones con defectos óseos irradiados.
«Este trabajo revela que la FA promueve el mantenimiento de la troncalidad de las células madre esqueléticas después de la irradiación. También definió la activación de las vías p38/MAPK y ERK/MAPK como el mecanismo subyacente molecular que rige la actividad de la FA», dijo Dr. Liang «Notablemente, nuestros datos muestran que el SSC es muy sensible a la irradiación y exhibe una alteración del tallo, lo que agrega nueva información para comprender la osteoporosis ósea y la reparación ósea obstaculizada después de la radiación».
«Si bien varios estudios anteriores publicado han demostrado que la FA puede potenciar y mejorar la autorrenovación de las células madre y que su actividad está mediada por la activación de las vías p38/MAPK y ERK/MAPK, la nuestra es la primera en demostrar que la FA mejora los efectos de reparación ósea de SSC», agregó el Dr. Li. «Como tal, creemos que dirigirse a las SSC tiene potencial como estrategia novedosa en el tratamiento de lesiones óseas irradiadas».
«En el estudio actual, datos prometedores demuestran que las células madre combinadas con ácido ferúlico, un potente agente antioxidante , mejoró los efectos de reparación ósea de las células madre esqueléticas en un defecto óseo irradiado», dijo Anthony Atala, MD, editor en jefe de STEM CELLS Translational Medicine y director del Wake Forest Institute for Regenerative Medicine. «Estos hallazgos podrían conducir algún día a nuevos estándares de tratamiento para los tumores óseos».
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El descubrimiento de células madre esqueléticas ‘adolescentes’ podría algún día ayudar a prevenir la osteoporosis Más información: JiaWu Liang et al, Ferulic acid células madre esqueléticas, STEM CELLS Translational Medicine (2021). DOI: 10.1002/sctm.20-0536 Información de la revista: Stem Cells Translational Medicine
Proporcionado por AlphaMed Press Cita: Las células madre preparadas con antioxidantes se muestran prometedoras en la reparación ósea dañado por radiación (22 de marzo de 2021) recuperado el 30 de agosto de 2022 de https://medicalxpress.com/news/2021-03-antioxidant-primed-stem-cells-bone.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.