Secretoma de cèl·lules mare mesenquimàtiques dentals: un enfocament intrigant per a la neuroprotecció i la neuroregeneració Part 1

Resum: Les cèl·lules mare mesenquimals (MSC) són conegudes pels seus efectes beneficiosos i potencial regeneratiu. En particular, els MSC derivats de l'odontologia tenen l'avantatge d'una accessibilitat més fàcil i un mètode d'aïllament no invasiu. A més, gràcies al seu origen de cresta neural, els MSC dentals semblen tenir un potencial neuro-regeneratiu més destacat.

En els darrers anys, les cèl·lules mare mesenquimals s'han utilitzat cada cop més en l'àmbit mèdic. A més del seu potencial per a la medicina regenerativa, també es creu que les cèl·lules mare mesenquimals estan associades amb una millora de la memòria. Aquest descobriment fa que els científics esperen nous tractaments per a la pèrdua de memòria i el deteriorament cognitiu.

Les cèl·lules mare mesenquimàtiques són cèl·lules que es poden replicar i diferenciar-se en molts tipus de cèl·lules diferents. Es troben en diversos teixits dels adults, inclòs el teixit cerebral. Els científics han descobert que el nombre i la funció de les cèl·lules mare mesenquimals en el cervell de la gent gran es redueixen significativament, cosa que s'associa amb un deteriorament cognitiu i un dany cerebral.

Els estudis han demostrat que augmentant el nombre de cèl·lules mare mesenquimals en la gent gran, es poden millorar significativament les seves capacitats cognitives i la seva memòria. Aquest descobriment ha portat la gent a somiar amb l'ús de cèl·lules mare mesenquimals per tractar la malaltia d'Alzheimer i altres trastorns cognitius, que seria un tractament exhaustiu en lloc d'utilitzar només fàrmacs per controlar els símptomes.

A més, els científics també han estudiat la interacció entre les cèl·lules mare mesenquimals i les neurones. Els experiments han demostrat que les cèl·lules mare mesenquimals poden promoure el creixement i la connexió de les neurones i ajudar a mantenir la seva salut. Aquests estudis revelen que les cèl·lules mare mesenquimals no només es poden autorenovar i diferenciar-se en diversos tipus de cèl·lules, sinó que també es poden comunicar amb les cèl·lules circumdants i donar suport al seu creixement i funció.

En general, les cèl·lules mare mesenquimals són un camp de recerca prometedor i el desenvolupament d'aquest camp millorarà molt la qualitat de vida de la gent gran. Es pot veure que hem de millorar la memòria, i Cistanche pot millorar significativament la memòria perquè també pot regular l'equilibri de neurotransmissors, com l'augment dels nivells d'acetilcolina i factors de creixement, que són molt importants per a la memòria i l'aprenentatge. A més, Cistanche també pot millorar el flux sanguini i promoure el lliurament d'oxigen, cosa que pot garantir que el cervell obtingui suficient nutrició i energia, millorant així la vitalitat i la resistència del cervell.

Feu clic a Coneix suplements per augmentar la memòria

De fet, en condicions basals, també expressen marcadors neuronals. Tanmateix, ara és ben sabut que les accions beneficioses dels MSC depenen, almenys en part, del seu secretoma, referint-se a totes les molècules bioactives alliberades en el medi condicionat (CM) o vesícules extracel·lulars (EV).

En aquesta revisió, ens centrem en les aplicacions del secretomed derivat de les MSC dentals per a la neuroregeneració i la neuroprotecció. Els secretomes de diferents MSC dentals s'han provat pels seus efectes amb finalitats neuroregeneratives, i els secretomes de les cèl·lules mare de la polpa dental i les cèl·lules mare de les dents caducifolis exfoliades humanes són els més estudiats.

Tant el CM com els EV obtinguts dels MSC dentals van demostrar que poden promoure el creixement de neurites i efectes neuroprotectors. Curiosament, el secretoma MSC derivat de les dents va mostrar efectes neuro regeneratius i neuroprotectors més forts en comparació amb els obtinguts d'altres fonts de MSC. Per aquests motius, el secretoma obtingut dels MSC dentals pot representar un enfocament prometedor per als tractaments neuroprotectors.

Paraules clau: cèl·lules mare mesenquimals dentals; secretoma; mitjà condicionat; vesícules extracel·lulars;exosoma; neuroregeneració; neuroprotecció; diferenciació neuronal.

1. Introducció
Les cèl·lules mare mesenquimals (MSC) són cèl·lules multipotents amb un gran potencial per a la medicina regenerativa [1]. Els MSC van ser aïllats per primera vegada a la medul·la òssia per Friedenstein et al. [2,3].

No obstant això, el terme MSC va ser encunyat més tard per Caplan, indicant la seva capacitat de diferenciació multipotent per donar lloc al llinatge mesodèrmic [4]. El 2006, Dominici et al. va establir els criteris per classificar les MSC, que són la capacitat d'adherència plàstica en condicions de cultiu estàndard, l'expressió de CD105, CD73 i CD90, la manca de CD45, CD34, CD14 o CD11b, CD79alpha o CD19 i molècules de superfície HLA-DR i el potencial de diferenciació cap a osteoblasts, adipòcits i condroblasts in vitro [5].

Des del primer descobriment, els MSC s'han aïllat de diferents teixits. Pel que fa als teixits dentals, l'any 2000 Gronthos et al. primer va aïllar una població de MSC de cèl·lules de la polpa dental, amb propietats similars a les MSC de medul·la òssia (BMSC) [6].

Des d'aleshores, s'ha trobat que diferents cèl·lules derivades de les cèl·lules mare posseeixen propietats de cèl·lules mare i es van anomenar segons el seu teixit d'origen, incloses les cèl·lules mare de la polpa dental (DPSC), les cèl·lules mare de les dents caducifòlies exfoliades humanes (SHED), les cèl·lules mare del lligament periodontal (PDLSC). , cèl·lules mare del fol·licle dental (DFSC), cèl·lules mare de la papil·la apical (SCAP) i MSC gingivals (GMSC) [7].

Els MSC dentals tenen els avantatges de ser fàcilment accessibles amb procediments mínimament invasius [8], ampliables amb una estabilitat genòmica relativa durant un llarg període i que mostren propietats immunomoduladores [9]. A més, també són capaços de diferenciar-se cap al llinatge mesodèrmic, però també mostren la capacitat de diferenciar els llinatges entre ectodèrmics i endodèrmics [10].

Els MSC dentals tenen un origen de cresta neural i, per aquest motiu, mostren capacitats neurogèniques més potents en comparació amb altres MSC [11]. Gràcies al seu origen, les MSC dentals expressen alguns progenitors neuronals i marcadors de cèl·lules madures, fins i tot quan no estan exposats al medi d'inducció toneural i en condicions de cultiu estàndard, com la nestina, -3 tubulina, receptors de neurotrofina i neurofilaments [12, 13].

A més, els MSC dentals mostren un potencial de diferenciació més gran per a la neurogènesi en comparació amb altres tipus de MSC [14, 15].

Així, els MSC dentals, gràcies al seu potencial de diferenciació i efectes paracrins, poden representar una bona font de MSC per al tractament de trastorns neurodegeneratius i regeneració neuronal [16–20].

Les propietats beneficioses dels MSC sovint s'associen amb el seu potencial de diferenciació. De fet, els MSC que es diferencien cap a cèl·lules neuronals poden substituir les degenerades.

Tanmateix, ara està ben acceptat que els efectes regeneratius i protectors dels MSC també estan mediats pel seu secretoma. En aquesta revisió, ens centrem en el secretoma obtingut per les MSC dentals, mostrant el seu potencial per a la neuroprotecció i la neuroregeneració en models preclínics.

2. MSC Secretoma

El secretoma MSC inclou diverses molècules bioactives, com ara lípids, proteïnes, àcids nucleics, quimiocines, citocines, factors de creixement i hormones, alliberades en el seu medi condicionat (CM) o vesícules extracel·lulars (EVs) [21].

L'aplicació del secretoma per a la teràpia lliure de cèl·lules sembla prometedora i té l'avantatge de no tenir els límits ètics relacionats amb l'ús de cèl·lules mare, i mostra una baixa immunogenicitat [22].

A més, alguns informes indiquen només una supervivència limitada de MSC després del trasplantament [23]. Els EV també poden tenir un paper central en les teràpies lliures de cèl·lules. Els EV són partícules lipídiques de dues capes limitades a la membrana, secretades per diferents tipus de cèl·lules, que transporten una càrrega de molècules biològiques de les seves cèl·lules mare.

Són mediadors importants de la informació biològica en la senyalització de cèl·lules intercel·lulars des del pare cap a la cèl·lula receptora. Els EV es classifiquen com a microvesícules (MV), exosomes (EXO) i cossos apoptòtics en funció de la seva mida, però també d'altres característiques com la biogènesi i les vies d'alliberament [24,25].

Els MV es produeixen mitjançant la gemació directa de la membrana plasmàtica cel·lular. Per contra, els EXO són ​​més petits i s'originen a partir d'un brot cap a dins de la membrana limitadora dels primers endosomes, que maduren en cossos multivesiculars durant el procés.

Després de la fusió amb la membrana plasmàtica, els cossos multivesiculars alliberen EXO al medi extracel·lular [24, 26].

Els EV, gràcies a les seves molècules superficials, poden dirigir-se a les cèl·lules receptores. Un cop units a una cèl·lula diana, els EV poden promoure la senyalització mitjançant interaccions receptor-lligand o es poden interioritzar mitjançant endocitosi, fagocitosi o fusionar-se amb la membrana de la cèl·lula diana i alliberar el seu contingut al citoplasma [27,28].

Els EV alliberats pels MSC contenen proteïnes, lípids, ARNm, microARN (miRNA) i citocines. Aquestes vesícules alliberen el seu contingut a les cèl·lules diana, modulant la seva activitat i potencialment induint processos de restauració [29].

Secretoma de les MSC dentals

Curiosament, el perfil del secretoma pot estar influenciat per diferents fonts de MSC [30]. Per aquest motiu, els MSC dentals poden presentar diferències en la composició del secretoma en comparació amb altres MSC.

L'anàlisi del secretoma de SCAP ha evidenciat un total de 2046 proteïnes que inclouen quimiocines, factors angiogènics, immunomoduladors, anti-apoptòtics i neuroprotectors diferents de les proteïnes de la matriu extracel·lular (ECM). Curiosament, els nivells de proteïnes 151 eren diferents almenys dues vegades en comparació amb els BMSC.

De fet, els SCAP van mostrar un augment dels nivells de proteïnes implicades en processos metabòlics, transcripció, quimiocines i neurotrofines, mentre que presentaven una reducció de les associades a l'adhesió biològica, processos de desenvolupament, funció immune, proteïnes ECM i factors proangiogènics [31].

El secretoma DPSC conté diferents citocines, quimiocines i factors de creixement, inclosos el factor de creixement endotelial vascular (VEGF)-A i la follistatina (FST), que són els més destacats [32].

Un altre estudi va evidenciar que les DPSC mobilitzades amb el factor estimulant de colònies de granulòcits (G-CSF) expressaven nivells més alts de factors angiogènics i neurotròfics, inclòs el factor estimulant de colònies de granulòcits i macròfags (GM-CSF), la metaloproteinasa de matriu (MMP) 3, VEGF i factor de creixement nerviós (NGF) en comparació amb els BMSC i els MSC derivats del teixit adipós (AMSC).

En particular, els DPSC-CM van induir un major creixement de neurites a les cèl·lules TGW de neuroblastoma humà. Els efectes tròfics dels DPSC sobre la migració i l'apoptosi van ser més elevats en comparació amb els de BMSC i AMSC [33].

Els nivells d'expressió de citocines a les DPSC també es van comparar amb les cèl·lules complexes apicals en desenvolupament (DACC). Es van identificar un total de 25 citocines, de les quals 22 es van expressar amb més força en DPSCs-CM. Concretament, les citocines relacionades amb la diferenciació d'odontoblasts i la neurotrofina (NT)-3 i NT{-4 es van expressar amb més força en DPSCs-CM [34].

El contingut de proteïnes de PDLSC-CM també es va analitzar mitjançant cromatografia líquida-espectrometria de masses en tàndem (LC/MS/MS), que va detectar un total de 99 proteïnes, incloses proteïnes de la matriu, enzims, factors de creixement, citocines i factors angiogènics [35].

LC-MS/MS també va evidenciar la presència de proteïnes osteogèniques al secretoma dental de les MSC [36]. El perfil comparatiu del secretoma va mostrar la presència de factor de creixement de fibroblasts (FGF)-2, interleucina (IL)-10, plaquetes. -Factor de creixement derivat (PDGF), factor derivat de cèl·lules estromals (SDF)-1, angiopoietina (Ang)-1, factor de creixement transformant (TGF)- 3, factor de creixement hepatòcit (HGF), interferó (IFN)-, VEGF i IL-6 en CM de SHED, BMSC i MSC derivats de Wharton's-Jelly (WJMSC).

PDGF-A, IL-10, FGF-2 i SDF-1 eren similars en totes les mostres, TGF- 3 i Ang{-1 eren més alts en BMSC, mentre que HGF i INF- va mostrar un augment de SHED. El VEGF va augmentar als WJMSC [37].

També s'han avaluat les diferències en els factors secretors dels PDLSC de dents permanents i de fulla caduca humanes. Les proteïnes implicades en el creixement cel·lular, la comunicació cel·lular i la transducció del senyal es van trobar més freqüentment en les PDLSC-CM de dents permanents, juntament amb nivells més alts de NT-3 i NT{-4 i citocines relacionades amb l'angiogènesi, com el creixement asepidèrmic. factor (EGF) i factor de creixement semblant a la insulina (IGF)-1.

Per contra, CMobtingut a partir de PDLSC de dents de fulla caduca contenia principalment proteïnes implicades en la regulació del cicle cel·lular i els nivells de citocines implicades en la resposta immune i la degradació dels teixits i activitats catalitzadores, incloent MMP1, subunitat del proteasoma, tipus alfa, 1 (PSMA1) i cullin 7 (CUL7) eren més alts en aquestes cèl·lules [38].

Les cèl·lules de la població lateral CD31-de la polpa (SP) van expressar els nivells més alts de factors angiogènics i neurotròfics en comparació amb les aïllades de la medul·la òssia i del teixit adipós.

Les cèl·lules CM de la polpa CD31− SP van mostrar capacitat anti-apoptòtica i de creixement de neurites [39]. Els EXO derivats de DPSC van mostrar una capacitat de modulació immune més forta en comparació amb els EXO de BMSC.

Concretament, els EXO de DPSC van inhibir la diferenciació de cèl·lules T CD4+ en cèl·lules Thelper 17 i van reduir la secreció de citocines proinflamatòries IL-17 i el factor de necrosi tumoral (TNF)-, alhora que afavorien la polarització de CD{{5} }} Cèl·lules T a T reg i augmentant l'alliberament dels factors antiinflamatoris IL-10 i TGF- [40]. També es van estudiar les transcripcions presents als EV.

Els EV de GMSC contenien transcripcions que codificaven per a diversos factors de creixement com TGF-, FGF i VEGF, però també lligands de la família del factor neurotròfic derivat de cèl·lules glials (GDNF) i neurotrofines, com ara NGF, factor neurotròfic derivat del cervell (BDNF), NT{ {4}} i NT-4 implicats en el desenvolupament neuronal. També hi estaven presents alguns IL i membres de la família Wnt [41].

Els EV també contenen ARN no codificant. Els EV de PDLSC van destacar la presència de diferents classes d'ARN no codificants, incloent ARN antisentit i ARN llarg no codificant (lncRNAs), però també cinc miRNAs, que són MIR24-2, MIR142, MIR335, MIR490 i MIR296.

Aquests gens objectiu de miRNA pertanyen a la classe d'ontologia gènica "Transducció de proteinsignes de Ras" i "organització del citoesquelet d'actina/microtúbuls" [42].

Es van identificar un total de 593 i 920 ARN que interaccionen amb PIWI (piRNA) coneguts a partir de SCAP-EXO i BMSC-EXO, respectivament, i 21 piRNA es van expressar de manera diferent.

Els gens diana dels piRNAs expressats de manera diferencial estaven implicats principalment en la regulació biològica, els processos cel·lulars, els processos metabòlics, la unió i l'activitat catalítica.

Concretament, els gens objectiu dels piRNAs regulats a l'alça en SCAP-EXO es van enriquir en la via de senyalització de la proteïna quinasa activada per temitògens (MAPK), la via de senyalització Ras i la via de senyalització del cicle del citrat.

Per contra, els gens objectiu dels piRNA regulats a la baixa en SCAP-EXO es van enriquir a la via de senyalització p53 i a la via de senyalització de la infecció per virus Epstein-Barr [43].

For more information:1950477648nn@gmail.com