Evaluación del potencial angiogénico de medios condicionados obtenidos de células madre mesenquimales derivadas de tejido adiposo cultivadas en un sistema dinámico en la curación de heridas cutáneas

Abstract

Introducción Las células madre mesenquimales derivadas de tejido adiposo (A-MSC) ejercen su acción regenerativa-reparativa mediante un mecanismo de acción paracrino producido por cientos de factores tróficos, componentes de la matriz extracelular, vesículas extracelulares, etc., que son secretados al medio extracelular. Este secretoma puede recolectarse desde los medios de cultivo como medios condicionados (MC). Los MC de A-MSC poseen un efecto tisular similar al trasplante celular, lo cual permite su uso como alternativa terapéutica. Hasta el momento, los MC de A-MSC son obtenidos esencialmente en cultivos de dos dimensiones (2D) estáticos en normoxia, sin embargo, para escalar su producción es necesario realizar el cultivo en sistemas dinámicos garantizando la conservación de su potencial regenerativo-reparativo. El objetivo principal de este trabajo fue evaluar si al escalar la producción de los MC introduciendo dos cambios en el sistema de cultivo (un sistema tridimensional dinámico e hipoxia) se mantiene la capacidad angiogénica y funcional como una medida indirecta de la conservación de su potencial terapéutico. Materiales y Métodos Se obtuvieron MC de A-MSC de células cultivadas en un sistema 2D estático y un sistema tridimensional (3D) dinámico que emplea spinners flasks acoplados a microtrasportadores, tanto en condiciones de normoxia como de hipoxia. Posteriormente se realizó la cuantificación y la caracterización de su composición proteica y se evaluó su potencial de angiogénesis in vitro y su capacidad funcional mediante un ensayo in vivo de curación de heridas cutáneas agudas en ratas. Resultados Los A-MSC cultivadas en el sistema 3D dinámico conservan su inmunofenotipo y su capacidad de diferenciación multilinaje. Los MC obtenidos de estas A-MSC presentan un perfil proteico único dependiente del donante y modificado por las nuevas variables introducidas al cultivo. Los MC obtenidos en el sistema 3D dinámico conservan su potencial angiogénico y su capacidad funcional demostrado mediante 3 ensayos in vitro de angiogénesis y un modelo in vivo de curación de heridas excisionales agudas en la piel de ratas. Conclusiones Es posible escalar la producción de los MC de A-MSC garantizando la conservación de su potencial angiogénico y su capacidad funcional. La obtención de los MC en condiciones 3D dinámicas en hipoxia puede potenciar su efecto terapéutico en el cierre de heridas cutáneas agudas. (Texto tomado de la fuente).

Introduction Mesenchymal stem cells derived from adipose tissue (A-MSC) perform their regenerative-reparative process through a paracrine action mechanism exerted by hundreds of trophic factors, components of the extracellular matrix, extracellular vesicles, etc., which are secreted into the extracellular medium. This secretome can be gathered from culture media as conditioned media (CM). MC of A-MSC have a tissue effect similar to cell transplantation, which allows their use as a therapeutic alternative. Until now, the MC of A-MSC is essentially obtained in static two-dimensional cultures in normoxia, however, to scale the production of MC, it´s necessary to proceed with the culture A-MSC in dynamic systems guaranteeing the conservation of their regenerative-reparative potential. The main objective of this work was to evaluate if when scaling the production of MC of A-MSC, introducing two changes in the culture system (a dynamic three-dimensional system and hypoxia), the angiogenic and functional capacity keeps up as an indirect measure of its therapeutic conservation potential. Materials and methods MC of A-MSC were obtained from cells that were cultured in the traditional static two-dimensional system and a dynamic three-dimensional system employing spinner flasks coupled to microcarriers, under both normoxic and hypoxic conditions. Subsequently, the quantification and characterization of the protein composition of the MC was performed and their in vitro angiogenesis potential and functional capacity were evaluated by means of an in vivo acute cutaneous wound healing assay. Results A-MSCs cultured in the dynamic three-dimensional system retains their immunophenotype and multilineage differentiation capacity. The MC obtained from these A-MSC shows a unique protein profile dependent on the donor and modified by the new variables introduced into the culture. The CM obtained in the dynamic three-dimensional system retain their angiogenic potential and their functional capacity demonstrated by 3 in vitro angiogenesis assays and an in vivo model of acute excisional wound healing in rat skin. Conclusions It’s possible to scale the production of MCs from A-MSC, guaranteeing the conservation of their angiogenic potential and their functional capacity, using a dynamic three-dimensional system (spinner flasks coupled to microcarriers). Obtaining MC under dynamic hypoxic conditions can enhance their therapeutic effect in the closure of acute skin wounds.