Utilidad de las células madre mesenquimales en Veterinaria

Las células madre mesenquimales (MSC) son células con gran capacidad proliferativa, plasticidad y elevado potencial de diferenciación en células del linaje mesodérmico, como los condrocitos, adipocitos y osteoblastos.

Además, son células con propiedades tróficas, inmunomoduladoras y antiinflamatorias que pueden influenciar el destino y la actividad de las células normales, después de implantadas en zonas de tejido dañado o lesionado.

Las células madre se pueden aislar fácilmente a partir de diversos tejidos, siendo los más habituales la médula ósea y el tejido adiposo. El tejido adiposo es la fuente más importante de MSC en los perros. En comparación con las MSC derivadas de la médula ósea, las células derivadas del tejido adiposo se adquieren a través de una sencilla extracción de grasa, generalmente, del tejido subcutáneo del animal, y es un procedimiento mínimamente invasivo.

Las células madre extraídas se expanden en un cultivo y durante este proceso, son sometidas a estrictos controles de calidad (ensayos de esterilidad, micoplasma, citometría de flujo, etc.), que garantizan tanto su calidad, como su pureza.

Mecanismo de acción de las células madre

Las MSC son una opción terapéutica de contrastada seguridad para un amplio rango de necesidades médicas [1,2,3]. Las razones principales para la utilización de las MSC son las siguientes: son de fácil aislamiento y expansión en cultivo, son multipotentes, tienen efectos paracrinos, propiedades inmunomoduladoras, conducta migratoria y están exentas de consideraciones éticas al ser células de tejidos adultos.

Las células madre tienen la capacidad de diferenciarse en diferentes tipos celulares dando lugar a tejidos como hueso y cartílago, de ahí la capacidad de estas células para reparar dichos tejidos [4].

Por otro lado, las MSC tienen la capacidad de secreción de multitud de moléculas bioactivas que tienen una función tanto inmunomoduladora como regeneradora de microambientes donde existe un tejido lesionado.

Los efectos paracrinos de las MSC pueden dividirse en tróficos, inmunomoduladores, antifibróticos y quimio atrayentes. Los efectos tróficos pueden ser subdivididos en antiapoptóticos, de apoyo (proliferación y diferenciación de células madre precursoras intrínsecas) y angiogénicos.

La capacidad de las MSC de anidar en un foco de lesión [5] o de participar en la respuesta a una lesión mediante factores paracrinos, así como a través de factores tróficos define el concepto de Medicina Regenerativa [6].

Osteoartritis en perros

La enfermedad degenerativa articular es la causa más común de dolor crónico en el perro y afecta aproximadamente al 20 % de la población canina. El tratamiento convencional de esta patología comprende AINE, condroprotectores, opioides, cirugía, fisioterapia y control del peso del animal.

Las lesiones de la superficie de la articulación cartilaginosa pueden ser de extensión limitada, como por ejemplo las lesiones focales del cartílago articular, o de extensión generalizada, como es el caso de la osteoartritis. En las lesiones focales, la integridad de la estructura del cartílago articular se interrumpe en zonas circunscritas, por ejemplo, como consecuencia de trauma directo, osteonecrosis u osteocondritis disecante. El defecto resultante se limita a una zona bidimensional y se caracteriza por ser de tipo condral, si afecta apenas a las zonas cartilaginosas, o de tipo osteocondral, si alcanza zonas más profundas del hueso subcondral. Cuando los defectos del cartílago se producen de forma extensa, dan origen a un trastorno degenerativo crónico que definimos como osteoartritis (OA) o enfermedad articular degenerativa (EAD).

La OA se caracteriza fundamentalmente por una activación de cascadas inflamatorias y catabólicas a nivel molecular que, en última instancia, conduce a un deterioro gradual del cartílago articular que produce disminución de la movilidad y dolor. Esta enfermedad se clasifica como primaria (poco común en perros y gatos), al producirse por envejecimiento o por una causa desconocida; o secundaria si es el resultado de otra enfermedad. La OA secundaria es común en perros y cada vez más común en gatos, y puede afectar a cualquier articulación, aunque en los perros, la cadera, la rodilla, el codo y los hombros se ven afectados de forma más común. En la mayoría de los casos, la OA se desarrolla lentamente durante meses o años y empeora con el tiempo.

En cuanto al tratamiento de la osteoartritis, se pueden utilizar medidas más conservadoras que incluyen terapias no farmacológicas, como la reducción de peso, los ejercicios acuáticos o la terapia física. Los enfoques farmacológicos se basan en la utilización de fármacos no esteroideos antiinflamatorios, analgésicos opioides, o inyecciones intraarticulares de corticosteroides o de ácido hialurónico.

Las opciones quirúrgicas para la osteoartritis incluyen osteotomías para transferir la carga del peso del compartimiento dañado a las zonas no dañadas, y reemplazo compartimentado o total de la articulación. Sin embargo, ningún procedimiento conservador o quirúrgico, sea para el deterioro focal o generalizado del cartílago articular, promueve una restitución ad integrum; el cartílago hialino nunca se regenera y los tejidos de reparación fibrocartilaginosos son incapaces de resistir las tensiones mecánicas a largo plazo.

En este momento, los tratamientos utilizados normalmente por los profesionales de veterinaria no garantizan la recuperación total del paciente y muchas veces están asociados a una calidad de vida bastante limitada, una vez que el paciente no puede hacer su vida con normalidad. Sin embargo, se está desarrollando rápidamente, tanto de forma experimental como clínica, la utilización de células madre en medicina Veterinaria para procesos regenerativos y de ingeniería de tejidos. Es un método bastante atractivo y con gran potencial para mejorar los procesos de reparación de tejidos lesionados, sobre todo los relacionados con lesiones articulares y de cartílago.

En los últimos años ha surgido como opción terapéutica para esta patología el uso autólogo de células madre mesenquimales (MSC) obtenidas a partir del tejido graso del paciente. La infiltración intraarticular de dichas células, debido a sus capacidades terapéuticas específicas, producen un alivio sintomático y prolongado del dolor en el paciente que sufre enfermedad degenerativa articular.

Fisiopatología de la osteoartrosis

La principal función del cartílago articular es permitir el suave deslizamiento de las superficies articulares y proteger el hueso subcondral de esfuerzos mecánicos. Está estructurado en varias zonas laminares y compuesto por condrocitos que están rodeados por una intrincada red de matriz extracelular. La función de los condrocitos articulares es regular las propiedades estructurales y funcionales de la matriz extracelular, a través de la síntesis o degradación de sus componentes, en función de la carga aplicada en la articulación. Esta matriz cartilaginosa es rica en proteoglicanos y fibrillas de colágeno principalmente compuestas de colágeno de tipo II pero también de tipo VI, IX, XI y XIV y de macromoléculas adicionales como la proteína de la matriz oligomérica del cartílago, proteínas de enlace, decorinas, fibromodulinas, fibronectina y tenascina. La región basal del cartílago articular se caracteriza por el aumento de densidad mineral. Esta capa de cartílago calcificado está conectada al hueso subcondral subyacente.

Debido al roce y desgaste que el movimiento provoca en las articulaciones caninas, se genera un daño. Este daño continuado y crónico, provoca la irritación de los sinoviocitos B de la cápsula sinovial, que responden liberando citoquinas inflamatorias al líquido sinovial como: IL1, PGE2, TNF y MMP (figura 1).

La IL-1 y la MMP actúan destruyendo la matriz del cartílago e inhibiendo la síntesis de matriz nueva, lo que ocasiona la ruptura y destrucción del cartílago articular, así como la degeneración posterior del cartílago. En respuesta a esta destrucción del cartílago, el hueso subcondral inicia la síntesis de hueso nuevo, lo que provoca osteofitos y hueso nuevo en la articulación.

Por otro lado la PGE2 y el TNF son citoquinas inflamatorias que forman un ambiente inflamatorio articular que cursa con dolor, cojera, efusión sinovial, etc.

Mecanismo de acción de las células madre mesenquimales en OA

Gracias a su efecto paracrino las células madre:

  • Liberan sustancias en la articulación que son capaces de inhibir la actividad de las MMP y la IL-1 causantes de la destrucción del cartílago articular, atraer a las células madre residentes del animal al lugar de la lesión, e inducirlas a diferenciarse.
    Tienen la capacidad de diferenciarse a condrocitos y adherirse a la superficie del cartílago dañado.
    Gracias al mecanismo de acción combinado de las células madre mesenquimales se produce una mejoría clínica del animal, gracias a su acción antiinflamatoria sostenida en el tiempo, así como el frenado de la evolución crónica de la enfermedad de modo que se degenera en menor medida el cartílago destruido con anterioridad.

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