Secretoma de células madre mesenquimales dentales: un enfoque intrigante para la neuroprotección y la neuroregeneración, parte 4

3.3. Secretoma de células madre del ligamento periodontal

La CM obtenida de PDLSC de pacientes con esclerosis múltiple remitente-recurrente (EM-RR) mostró efectos antiinflamatorios y antiapoptóticos en neuronas motoras de ratón NSC-34 estimuladas con el medio de macrófagos RAW 264.7 tratados con LPS.

La esclerosis múltiple (EM) es una enfermedad autoinmune del sistema nervioso y su prevalencia aumenta año tras año. Puede causar daños a la función del cerebro y la médula espinal, como entumecimiento de las extremidades, debilidad muscular, visión borrosa, etc. Sin embargo, los estudios han demostrado que mediante el autocuidado activo y el entrenamiento de rehabilitación, los pacientes con EM pueden mantener su capacidad cognitiva y de memoria. habilidades en muchas áreas.

Uno de los miedos más comunes cuando a una persona le diagnostican EM son los problemas cognitivos y de memoria. Aunque este es uno de los riesgos de los pacientes con EM, no todos los pacientes experimentarán este problema en la vida real. La mayoría de los pacientes con EM pueden mantener un cierto nivel de capacidades cognitivas y de memoria, y existen formas de fortalecer sus capacidades cerebrales.

Un estudio demostró que los pacientes con EM pueden mejorar su memoria mediante ejercicios mentales y cognitivos regulares. Al proporcionar a los pacientes con EM cursos de experimentos prácticos, juegos y ejercicios de habilidades para la vida, los investigadores descubrieron que estos ejercicios pueden mejorar eficazmente la memoria de los pacientes con EM. Estos programas de ejercicios incluyen pruebas de memoria visual y auditiva, problemas matemáticos, juegos de resolución de acertijos, pruebas de tiempo de reacción, etc.

Además, los pacientes con EM también pueden participar en otras formas de capacitación en rehabilitación, como el Programa Promocional de Rehabilitación (PRP) y la terapia de movimiento cerebral. Estas sesiones pueden ayudar a los pacientes a reducir la espasticidad y fragilidad muscular, mejorar el equilibrio y las habilidades motoras y aumentar la independencia y la comodidad en la vida diaria. Este entrenamiento de rehabilitación promueve la curación física y mental a través de diversos métodos como biorretroalimentación, yoga, masajes y fisioterapia.

Finalmente, las personas con EM también pueden optar por adoptar algunas prácticas de estilo de vida para mantener una función cerebral saludable. Esto incluye dormir lo suficiente, evitar el estrés, llevar una dieta equilibrada, hacer ejercicio moderado y mantener una buena vida social. Estas medidas pueden ayudar a las personas con EM a aliviar el estrés y la fatiga, mejorar la inmunidad y proteger aún más su cuerpo y mente.

En resumen, las personas con EM pueden mejorar su función cerebral y su memoria mediante un tratamiento activo y continuo, un entrenamiento de rehabilitación y un buen estilo de vida. Aunque vivir con EM puede ser un desafío, si se toman las medidas adecuadas, todos pueden superar esta afección y seguir disfrutando de las diversas cosas buenas que la vida tiene para ofrecer. Se puede ver que necesitamos mejorar la memoria, y Cistanche puede mejorar significativamente la memoria porque Cistanche también puede regular el equilibrio de los neurotransmisores, como aumentar los niveles de acetilcolina y factores de crecimiento, que son muy importantes para la memoria y el aprendizaje. Además, Cistanche deserticola puede mejorar el flujo sanguíneo y promover el suministro de oxígeno, lo que puede garantizar que el cerebro obtenga una nutrición y energía adecuadas, mejorando así la vitalidad y la resistencia del cerebro.

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De hecho, el tratamiento con CM redujo los niveles de TLR4 y NF-κB, junto con las citocinas proinflamatorias. Por el contrario, IL-10 aumentó en asociación con marcadores neuroprotectores como nestina, neurofilamento 70, NGF y GAP43. Curiosamente, los efectos neuroprotectores de los vehículos eléctricos pueden deberse a su contenido en IL-10 y TGF-[93].

Los efectos de las PDLSC-CM obtenidas de donantes sanos y pacientes con EM-RR también se evaluaron en THP diferenciado con forbol-12-miristato-13-acetato (PMA)-1, utilizado como modelo de microglía, y en células MO3.13 indiferenciadas y diferenciadas, utilizadas como modelos de células progenitoras y oligodendrocitos, respectivamente, tratadas con Porphyromonas gingivalis LPS.

El tratamiento con ambos CM redujo el aumento inducido por LPS en los niveles de TNF, IL-1 e IL-6 y redujo los TLR-4 en las células THP-1 [94].PDLSC- CM y EXO/MV purificados (PDLSC-EMV) obtenidos de pacientes con EM-RR y donantes sanos ejercieron efectos protectores en ratones EAE.

En particular, PDLSC-CM y PDLSC-EMV mejoraron las puntuaciones de la enfermedad, restaurando la integridad del tejido y la remielinización en la médula espinal. Las PDLSC-CM y las PDLSC-EMV ejercieron efectos antiinflamatorios tanto en la médula espinal como en el bazo, como lo demuestra la reducción de citocinas proinflamatorias y la inducción de IL-10.

Paralelamente, también se inhibió la apoptosis. El efecto antiinflamatorio de CM o EMV podría deberse a la presencia de las citocinas inmunomoduladoras IL-10 y TGF- [95].

Además, los PDLSC-CM y EMV obtenidos de pacientes con EM-RR inhibieron la activación del inflamasoma NALP3 y redujeron los niveles de TLR-4 y NF-κB en ratones EAE. Los factores inmunomoduladores IL-10, TGF- y SDF-1 incluidos en el CM pueden ser responsables del papel inmunosupresor de los PDLSC-CM y los EMV en la EAE [96].

Curiosamente, la CM obtenida de PDLSC cultivadas en condiciones hipóxicas fue eficaz para mejorar las puntuaciones de enfermedades clínicas e histológicas en ratones EAE. En particular, este tratamiento redujo la infiltración de células inflamatorias y aumentó la remielinización en la médula espinal.

En particular, la administración hipóxica de CM aumentó la citocina antiinflamatoria IL-37 en asociación con la reducción de las citocinas proinflamatorias. Además, también se inhibieron el estrés oxidativo y la apoptosis, mientras que el BDNF aumentó.

El tratamiento con CM también fue capaz de regular la autofagia mediante la activación de la vía PI3K/Akt/mTOR. Además, en una lesión por rasguño in vitro se expusieron las neuronas motoras NSC-34, la hipoxia CM fue capaz de modular la inflamación, el estrés oxidativo y la apoptosis.

Curiosamente, la hipoxia CM contenía NT-3, IL-10 y TGF, lo que puede explicar sus efectos neuroprotectores [97]. En la Tabla 4 se encuentra disponible una descripción general de los estudios presentados en este párrafo.

CM, medio condicionado; EAE, encefalomielitis autoinmune experimental; EMV, EXO/MV; EXO, exosomas; IL, interleucina; MCP, proteína quimioatrayente de monocitos; MIP, Proteína Inflamatoria de Macrófagos; MV, microvesículas; NF-κB, factor nuclear potenciador de la cadena ligera kappa de células B activadas; NT, neurotrofina; PMA, forbol 12-miristato 13-acetato; PDLSC, células madre del ligamento periodontal; EM-RR, esclerosis múltiple remitente-recurrente; SDF-1, factor 1 derivado de células estromales; TGF, factor de crecimiento transformante; TLR, receptor tipo Toll; TNF, factor de necrosis tumoral; ↑, aumento/mejoras; ↓, reducción.

3.4. Otras MSC de origen dental

Los efectos neuroprotectores de la CM obtenida por GMSC se evaluaron en células NSC-34 similares a neuronas motoras murinas mecánicamente dañadas. El tratamiento con CM redujo la apoptosis inducida por la lesión por rascado y el estrés oxidativo.

Además, la CM redujo el TNF- al tiempo que aumentó los niveles de la citocina antiinflamatoria IL-10. Curiosamente, el tratamiento con CM aumentó la regulación de BDNF y NT-3. Se demostró que CM contiene NGF, NT-3, IL-10 y TGF-, lo que puede explicar los efectos neuroprotectores [98].

 Se probaron vehículos eléctricos de GMSC para determinar la regeneración de nervios periféricos en un modelo de ratón con lesión por aplastamiento del nervio ciático. In vivo, el trasplante de Gelfoam incrustado con EV derivados de GMSC en el sitio de la lesión por aplastamiento indujo la recuperación funcional y la regeneración axonal de manera similar en comparación con el trasplante directo de GMSC.

En particular, los vehículos eléctricos promovieron la proliferación y migración de las células de Schwann y regularon positivamente las expresiones proteicas de los genes c-JUN, Notch1, GFAP y SOX2 asociados con la desdiferenciación o el fenotipo de reparación de las células de Schwann.

También in vitro, los vehículos eléctricos promovieron la expresión de genes de desdiferenciación/reparación de células de Schwann [99]. También se informó un efecto positivo sobre la proliferación de células de Schwann para los EXO de GMSC, que también promovieron el crecimiento de axones DRG in vitro.

Además, se evaluaron los efectos de las GMSC EXO combinadas con conductos de quitina biodegradables en la regeneración de los nervios periféricos. In vivo, en un modelo de defecto del nervio ciático en ratas, el conducto de quitina combinado con EXO aumentó el número y el diámetro de las fibras nerviosas y promovió la formación de mielina.

Paralelamente, también mejoró la conducción nerviosa. Además, la función muscular y la función motora mejoraron [100]. Se probaron CM de SCAP, DPSC y PDLSC para evaluar su capacidad para inducir el crecimiento de neuritas.

Con este objetivo, se incubaron células de neuroblastoma diferenciadas SH-SY5Y con los diferentes CM. Se demostró que el CM puede aumentar el porcentaje de células que producen neuritas y la longitud total del crecimiento de neuritas.

Curiosamente, la longitud de la neurita más larga por neurona aumentó de manera significativa sólo con SCAPCM, y la neutralización del BDNF secretado inhibió el crecimiento de neuritas, lo que indica su importancia en este proceso [101].

La CM liberada de SCAP también mostró un mayor efecto inductivo neurogénico en las DPSC en comparación con las BMSC-CM. De hecho, cuando se cultivaron DPSC en el medio para el crecimiento de células madre neurales, los niveles de marcadores neurogénicos aumentaron con la adición de SCAP-CM.

Por el contrario, la expresión del marcador neuronal se redujo, mientras que la del marcador neurotrófico aumentó cuando se añadió BMSC-CM. La proliferación celular no se vio influenciada por SCAP-CM [102].

Las células madre de la mucosa oral (OMSC) se diferenciaron en células que mostraban una morfología similar a la de los astrocitos y expresaban marcadores de astrocitos característicos.

La CM obtenida por OMSC diferenciadas aumentó la viabilidad celular de neuronas motoras cultivadas en condiciones hipóxicas o expuestas a peróxido de hidrógeno in vitro [103]. Una descripción general de los estudios presentados en este párrafo está disponible en la Tabla 5.

4. Traducción de la aplicación Secretome de los modelos preclínicos al uso clínico

La aplicación del secretoma para una terapia libre de células puede presentar algunas ventajas en comparación con el uso de MSC.

Las principales ventajas del uso del secretoma en lugar de la terapia con células madre están representadas por la baja inmunogenicidad y la mayor facilidad de producción, manipulación y almacenamiento del secretoma [104]. Entonces, esta terapia puede superar los riesgos relacionados con la terapia celular, como la tumorogenicidad, la antigenicidad, el rechazo del huésped y las infecciones.

El manejo del secretoma puede ser más fácil en comparación con las células, dado que se puede concentrar y congelar, y que no requiere almacenamiento de nitrógeno líquido ni instalaciones de cultivo celular, lo que facilita también su transferencia [105,106].

Además, la producción de secretoma es más económica y también es posible la producción en masa en condiciones controladas de laboratorio [107]. Sin embargo, el período de supervivencia de las MSC después del trasplante no está claro, dado que algunos datos parecen indicar una supervivencia limitada [23].

Así, las estrategias terapéuticas basadas en la aplicación de secretomas podrían ser útiles en la medicina regenerativa, basándose en su contenido en moléculas bioactivas, incluidas proteínas y ARNm, pero también ARN no codificantes, que pueden ser útiles para inducir mecanismos de reparación en los tejidos lesionados.

Sin embargo, antes de traducirlo a aplicaciones clínicas, es necesario aclarar varios puntos. En particular, es necesario definir mejor la composición del secretoma, la dosis, la frecuencia y la vía de administración.

En este sentido, también es necesario desarrollar protocolos de fabricación estandarizados con buenas prácticas de fabricación para el desarrollo de nuevos fármacos basados ​​en productos libres de células [105].

De hecho, para aplicaciones en la práctica clínica, el secretoma debe presentarse en una formulación estandarizada y fácil de manejar. De hecho, el secretoma puede presentar variaciones según los sujetos, las células y los tejidos de origen [30].

Por esta razón, para estandarizar la producción de secretoma es necesario definir el medio de cultivo y los suplementos, la duración del cultivo y las condiciones de cultivo [106].

En este contexto, los estudios de big data que evalúan los perfiles de proteoma, transcriptoma y ARN no codificante pueden ayudar en la caracterización del secretoma. En la Tabla 6 se encuentra disponible una lista de estudios que analizan el transcriptoma, el ARN no codificante y el perfil del proteoma.

Sin embargo, la entrega del secretoma también debe abordar la preocupación por la rápida difusión y eliminación del secretoma del sitio de reparación del tejido. Además, la estabilidad del secretoma y la estabilidad de sus factores de crecimiento y miARN deben mantenerse en condiciones fisiológicas durante toda la duración del parto.

En este contexto, se han desarrollado y optimizado diferentes biomateriales para mejorar la eficiencia de administración del secretoma de las MSC, con las ventajas de una duración de liberación prolongada, protección contra la degradación y una mayor capacidad terapéutica [108].

Otra opción para mejorar la estabilidad duradera de las formulaciones es un proceso de liofilización, que se utiliza para diferentes productos biológicos [109,110].

5. Conclusiones

Se ha demostrado que las MSC dentales, dado su origen en la cresta neural, poseen un importante potencial neuroregenerativo. El secretoma dental derivado de MSC también muestra las mismas propiedades neuroprotectoras y neuroregenerativas mejoradas.

Tanto las CM como las EV contienen neurotrofinas y moléculas con acción neuroprotectora, incluso en niveles más altos en comparación con otras MSC. Los estudios evaluados en esta revisión destacaron que tanto los CM como los EV estimularon el crecimiento de neuritas y mostraron efectos neuroprotectores en modelos preclínicos de enfermedades neurológicas y daño neuronal.

En particular, los secretomas de DPSC y SHED fueron los más estudiados, pero diferentes estudios también destacaron los efectos neuroprotectores de los secretomas de PDLSC y GMSC.

Curiosamente, algunos estudios también sugirieron la superioridad del secretoma obtenido de las MSC dentales en comparación con otras fuentes de MSC, como las BMSC y las AMSC, para la neuroprotección.

En conclusión, el secretoma derivado de MSC dentales parece prometedor para su aplicación en el campo neurodegenerativo y puede ser útil en el desarrollo de nuevos tratamientos neuroprotectores.

Contribuciones de los autores: Conceptualización, EM; redacción del borrador original, AG; redacción, revisión y edición, EM Todos los autores han leído y aceptado la versión publicada del manuscrito.

Financiamiento: Este estudio fue apoyado por Current Research Funds 2021, Ministerio de Salud, Italia.

Declaración de la Junta de Revisión Institucional: No aplicable.

Declaración de Consentimiento Informado: No aplicable.

Conflictos de intereses: Los autores declaran no tener ningún conflicto de intereses. El financiador no tuvo ningún papel en el diseño del estudio; en la recopilación, análisis o interpretación de datos; en la redacción del manuscrito, o en la decisión de publicar los resultados.

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