Cómo criopreservar células madre

Foto del biosistema con la tinción calceína-etidio tras la congelación (células vivas teñidas de verde y muertas de rojo).

Las células madre mesenquimales son células adultas y pluripotentes con morfología fibroblastoide y capacidad de diferenciarse a diversos linajes celulares como condrocitos, osteocitos y adipocitos entre otros. Su uso para el tratamiento de enfermedades de diverso carácter se está incrementando de manera considerable en la última década.

Una de las aplicaciones en las que se están utilizando (todavía en ensayos clínicos) es el tratamiento de la osteoartritis, la cual se caracteriza por una degeneración paulatina del cartílago articular y el tejido circundante. Las últimas investigaciones parecen mostrar que estas células son capaces de regenerar el tejido dañado y cambiar la comunicación circundante del tejido inflamado, pudiendo reducir el dolor causado por esa enfermedad. En el caso de tratar tejidos cartilaginosos, diversas investigaciones han descrito que las células madre derivadas del líquido sinovial poseen características superiores a las extraídas de otros tejidos.

La Unidad de Cirugía Artroscópica (UCA) ubicada en el Hospital Vithas San José de Vitoria-Gasteiz, dirigida por Mikel Sánchez, ha elaborado un andamio o matriz que ha mostrado unas propiedades muy favorables para el cultivo y crecimiento de esas células. La matriz se elabora a partir de plasma rico en plaquetas, líquido sinovial y células madre mesenquimales derivadas del líquido sinovial de un mismo paciente.

La formación de este biosistema es simple y tiene la ventaja de que no necesita del aislamiento celular del líquido sinovial, lo que incrementaría el coste y el tiempo de producción del mismo. Los pacientes con osteoartritis necesitan tratamiento más de una vez durante la enfermedad y se ha demostrado que esas células, con el incremento de la edad del paciente, pierden algunas de sus propiedades beneficiosas. Por ello, la preservación de ese biosistema con las células madre mesenquimales después de su primera extracción podría tener un gran potencial terapéutico para el tratamiento de la osteoartritis en un mismo paciente en el futuro.

Es en ese ámbito donde el grupo NanoBioCel de la Facultad de Farmacia de la UPV/EHU, dirigida por el catedrático José Luis Pedraz, participa. La preservación de diversas células en biomateriales es una nueva línea de investigación impulsada en ese grupo y ha propiciado su colaboración con la UCA para poder preservar ese biosistema para su futuro uso.

Existen diferentes métodos para la preservación de células en biomateriales, pero en NanoBioCel se han especializado en la criopreservación lenta, donde las muestras han de ser tratadas previamente y son congeladas siguiendo un perfil de congelación concreto, permitiendo recuperar su función y características tras su descongelación. El trabajo conjunto de los dos grupos ha propiciado que este innovador estudio para la preservación de una de las terapias celulares más investigadas haya sido posible.

En el trabajo, se han utilizado muestras de diferentes pacientes para realizar la matriz viva y ha sido realizado en pequeña escala. En primer lugar, se demostró que la matriz optimizada por la UCA era la adecuada para la preservación de las células madre mesenquimales.

En una segunda parte del trabajo, se quiso determinar la composición óptima de esa solución y, combinando diferentes moléculas, se obtuvieron diferentes soluciones con notables efectos protectores durante la congelación.

Por último, para poder estar seguros de cuál era la mejor combinación para preservar el biosistema, se realizaron ensayos más específicos para determinar la funcionalidad de las células que se encargarían de reparar los tejidos, confirmando que sus características no se perdían durante su almacenamiento a bajas temperaturas.

Todo apunta, pues, a que con ese biosistema es posible preservar las características beneficiosas de las células y de la matriz en la que se encuentran. Este trabajo abre una nueva puerta para la preservación de las células madre mesenquimales reduciendo tanto el coste como la complejidad de los procesos, dos de los obstáculos que suelen frenar el paso al uso clínico.

Referencia:

Haritz Gurruchaga at al (2017) Cryopreservation of Human Mesenchymal Stem Cells in an Allogeneic Bioscaffold based on Platelet Rich Plasma and Synovial Fluid Scientific Reports doi: 10.1038/s41598-017-16134-6

Edición realizada por César Tomé López a partir de materiales suministrados por UPV/EHU Komunikazioa

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