Secretoma de cèl·lules mare mesenquimàtiques dentals: un enfocament intrigant per a la neuroprotecció i la neuroregeneració Part 4

3.3. Secretoma de cèl·lules mare del lligament periodontal

La CM obtinguda a partir de PDLSC de pacients amb esclerosi múltiple recurrent i remitent (RR-MS) va mostrar efectes antiinflamatoris i antiapoptòtics en neurones motores del ratolí NSC-34 estimulades amb el medi de macròfags RAW 264,7 tractats amb LPS.

L'esclerosi múltiple (EM) és una malaltia autoimmune del sistema nerviós, i la seva prevalença augmenta any rere any. Pot causar danys a la funció del cervell i la medul·la espinal, com entumiment de les extremitats, debilitat muscular, visió borrosa, etc. No obstant això, els estudis han demostrat que mitjançant l'entrenament actiu d'autogestió i rehabilitació, els pacients amb EM poden mantenir la seva memòria i cognició. habilitats en molts àmbits.

Una de les pors més freqüents quan una persona és diagnosticada amb EM són els problemes cognitius i de memòria. Tot i que aquest és un dels riscos dels pacients amb EM, no tots els pacients experimentaran aquest problema a la vida real. La majoria dels pacients amb EM poden mantenir un cert nivell d'habilitats cognitives i de memòria, i hi ha maneres d'enfortir les seves capacitats cerebrals.

Un estudi va demostrar que els pacients amb EM poden millorar la seva memòria mitjançant exercicis mentals i cognitius regulars. En proporcionar als pacients amb EM cursos d'experiments pràctics, jocs i exercicis d'habilitats per a la vida, els investigadors van trobar que aquests exercicis poden millorar eficaçment la memòria dels pacients amb EM. Aquests programes d'exercicis inclouen proves de memòria visual i auditiva, problemes de matemàtiques, jocs de resolució de trencaclosques, proves de temps de reacció, etc.

A més, els pacients amb EM també poden participar en altres formes d'entrenament de rehabilitació, com ara el Programa de Rehabilitació Promocional (PRP) i la teràpia del moviment cerebral. Aquestes sessions poden ajudar els pacients a reduir l'espasticitat i la fragilitat muscular, millorar l'equilibri i les habilitats motrius, i augmentar la independència i la comoditat en la vida diària. Aquest entrenament de rehabilitació promou la curació física i mental mitjançant diversos mètodes com el biofeedback, el ioga, el massatge i la teràpia física.

Finalment, les persones amb EM també poden optar per adoptar algunes pràctiques d'estil de vida per mantenir una funció cerebral saludable. Això inclou dormir prou, evitar l'estrès, portar una dieta equilibrada, fer exercici moderat i mantenir una bona vida social. Aquestes mesures poden ajudar les persones amb EM a alleujar l'estrès i la fatiga, millorar la immunitat i protegir encara més el seu cos i la seva ment.

En resum, les persones amb EM poden millorar la seva funció cerebral i la seva memòria mitjançant un tractament actiu i continu i un entrenament en rehabilitació i un bon estil de vida. Tot i que viure amb EM pot ser un repte, fent els passos correctes, tothom pot superar aquesta condició i seguir gaudint de les diferents coses bones que ofereix la vida. Es pot veure que hem de millorar la memòria, i Cistanche pot millorar significativament la memòria perquè Cistanche 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 deserticola pot millorar el flux sanguini i promoure el lliurament d'oxigen, cosa que pot garantir que el cervell obtingui una nutrició i energia adequades, millorant així la vitalitat i la resistència del cervell.

Feu clic a Coneix 10 maneres de millorar la memòria

De fet, el tractament amb CM va reduir els nivells de TLR4 i NF-κB, juntament amb les citocines proinflamatòries. Per contra, la IL-10 va augmentar en associació amb marcadors neuroprotectors com la nestina, el neurofilament 70, NGF i GAP43. Curiosament, els efectes neuroprotectors dels EV potser es deuen al seu contingut en IL-10 i TGF- [93].

Els efectes dels PDLSC-CM obtinguts de donants sans i pacients amb EM-RR també es van avaluar en THP-1 diferenciat de forbol-12-mirstat-13-acetat (PMA), utilitzat com a model de microglia, i en cèl·lules MO3.13 indiferenciades i diferenciades, utilitzades com a models de cèl·lules progenitores i oligodendròcits, respectivament, tractades amb Porphyromonas gingivalisLPS.

El tractament amb ambdós CM va reduir l'augment induït per LPS dels nivells de TNF, IL-1 i IL{-6i va reduir TLR-4 a les cèl·lules THP-1 [94].PDLSCs- CM i EXO/MV purificats (PDLSCs-EMV) obtinguts de pacients amb RR-MS i donants sans van exercir efectes protectors en ratolins EAE.

En particular, els PDLSCs-CM i els PDLSCs-EMV van millorar les puntuacions de la malaltia, restaurant la integritat dels teixits i la remielinització a la medul·la espinal. Els PDLSC-CM i els PDLSC-EMV van exercir efectes antiinflamatoris tant a la medul·la espinal com a la melsa, com ho demostra la reducció de citocines proinflamatòries i la inducció d'IL-10.

Paral·lelament, també es va inhibir l'apoptosi. L'efecte antiinflamatori de CM o EMV pot ser degut a la presència de les citocines immunomoduladores IL-10 i TGF- [95].

A més, els PDLSC-CM i els EMV obtinguts de pacients amb RR-MS van inhibir l'activació de l'inflamsoma NALP3 i van reduir els nivells de TLR-4 i NF-κB en EAEmice. Els factors immunomoduladors IL-10, TGF- i SDF-1 inclosos en el CM poden ser els responsables del paper immunosupressor dels PDLSC-CM i dels EMV a l'EAE [96].

Curiosament, la CM obtinguda a partir de PDLSC cultivades en condicions hipòxiques va ser eficaç per millorar les puntuacions clíniques i histològiques de la malaltia en ratolins EAE. En particular, aquest tractament va reduir la infiltració de cèl·lules inflamatòries i va augmentar la remielinització a la medul·la espinal.

En particular, l'administració de CM hipòxica va augmentar la citocina IL-37 antiinflamatòria en associació amb la reducció de citocines proinflamatòries. A més, l'estrès oxidatiu i l'apoptosi també es van inhibir, mentre que el BDNF va augmentar.

El tractament amb CM també va poder regular l'autofàgia mitjançant l'activació de la via PI3K/Akt/mTOR. A més, la lesió per rascades in vitro va exposar les neurones motores NSC-34, la hipòxia CM va poder modular la inflamació, l'estrès oxidatiu i l'apoptosi.

Curiosament, la hipòxia CM contenia NT-3, IL-10 i TGF- que poden explicar els seus efectes neuroprotectors [97]. Una visió general dels estudis presentats en aquest paràgraf està disponible a la taula 4.

CM, mitjà condicionat; EAE, encefalomielitis autoimmune experimental; EMV, EXO/MV; EXOs, exosomes; IL, interleucina; MCP, proteïna quimioatractiva de monòcits; MIP, proteïna inflamatòria dels macròfags; MV, microvesícules; NF-κB, potenciador de la cadena lleugera kappa del factor nuclear de cèl·lules B activades; NT, neurotrofina; PMA,forbol 12-mirstat 13-acetat; PDLSC, cèl·lules mare del lligament periodontal; RR-MS, esclerosi múltiple recurrent-remissió; SDF-1, factor 1 derivat de cèl·lules estromals; TGF, factor de creixement transformador; TLR, Toll-like receptor; TNF, Factor de necrosi tumoral; ↑, augment/millores; ↓, reducció.

3.4. Altres MSC derivats de l'odontologia

Els efectes neuroprotectors de CM obtinguts per GMSC es van avaluar en cèl·lules NSC-34 semblants a neurones motores murines lesionades mecànicament. El tractament amb CM va reduir l'apoptosi induïda per lesions per rascades i l'estrès oxidatiu.

A més, CM va reduir el TNF- mentre augmentava els nivells de la citocina antiinflamatòria IL-10. Curiosament, el tractament amb CM va augmentar el BDNF i NT-3. Es va demostrar que CM conté NGF, NT-3, IL-10 i TGF-, que poden explicar els efectes neuroprotectors [98].

 Els EV dels GMSC es van provar per a la regeneració dels nervis perifèrics en un model de ratolí de nervi ciàtic lesionat per aixafament. In vivo, el trasplantament de Gelfoam incrustat amb EVs derivats de GMSC al lloc de la lesió per aixafament va induir la recuperació funcional i la regeneració axonal de manera similar en comparació amb el trasplantament directe de GMSC.

En particular, els EV van promoure la proliferació i la migració de cèl·lules de Schwann i van regular les expressions de proteïnes dels gens c-JUN, Notch1, GFAP i SOX2 associades amb la desdiferenciació o el fenotip de reparació de les cèl·lules de Schwann.

També in vitro, els EV van promoure l'expressió de gens de diferenciació/reparació de cèl·lules de Schwann [99]. També es va informar d'un efecte positiu sobre la proliferació de cèl·lules de Schwann per als EXO dels GMSC, que també van promoure el creixement dels axons DRG in vitro.

A més, es van avaluar els efectes dels EXO de GMSC combinats amb conductes de quitina biodegradables sobre la regeneració nerviosa perifèrica. In vivo, en un model de defecte del nervi ciàtic de rata, el conducte de quitina combinat amb EXO va augmentar el nombre i el diàmetre de les fibres nervioses i va promoure la formació de mielina.

Paral·lelament, la conducció nerviosa també va millorar. A més, es va millorar la funció muscular i la funció motora [100]. Es van provar CM de SCAP, DPSC i PDLSC per avaluar la seva capacitat per induir el creixement de neurites.

Amb aquest objectiu, es van incubar cèl·lules diferenciades de neuroblastoma SH-SY5Y amb els diferents CM. Es va demostrar que el CM era capaç d'augmentar el percentatge de cèl·lules que produeixen neurites i la longitud total del creixement de les neurites.

Curiosament, la longitud de la neurita més llarga per neurona es va augmentar de manera significativa només amb SCAPCM, i la neutralització del BDNF secretat va inhibir el creixement de la neurita, cosa que indica la seva importància en aquest procés [101].

El CM alliberat dels SCAP també va mostrar un efecte inductiu neurogènic més gran sobre els DPSC en comparació amb els BMSC-CM. De fet, quan es van cultivar DPSC al medi per al creixement de cèl·lules mare neurals, els nivells de marcadors neurogènics van augmentar amb l'addició de SCAPs-CM.

Per contra, l'expressió del marcador neuronal es va reduir, mentre que la del marcador neurotròfic va augmentar quan es va afegir BMSCs-CM. La proliferació cel·lular no va ser influenciada per SCAPs-CM [102].

Les cèl·lules mare de la mucosa oral (OMSC) es van diferenciar en cèl·lules que mostraven una morfologia semblant a l'astròcit i expressaven marcadors d'astròcits característics.

El CM obtingut per OMSC diferenciats va augmentar la viabilitat cel·lular de les motoneurones cultivades en condicions hipòxiques o exposades a peròxid d'hidrogen in vitro [103]. A la taula 5 hi ha una visió general dels estudis presentats en aquest paràgraf.

4. Traducció de l'aplicació del secretoma dels models preclínics a l'ús clínic

L'aplicació del secretoma per a una teràpia lliure de cèl·lules pot presentar alguns avantatges en comparació amb l'ús de MSC.

Els principals avantatges de l'ús del secretoma en lloc de la teràpia amb cèl·lules mare estan representats per la baixa immunogenicitat i la producció, manipulació i emmagatzematge més fàcils del secretoma [104]. Aleshores, aquesta teràpia pot superar els riscos relacionats amb la teràpia cel·lular, com ara la tumorgenicitat, l'antigenicitat, el rebuig de l'hoste i les infeccions.

La manipulació del secretoma pot ser més fàcil en comparació amb les cèl·lules, ja que es pot concentrar i congelar, i que no requereix instal·lacions d'emmagatzematge de nitrogen líquid i cultiu cel·lular, facilitant la seva transferència també [105,106].

A més, la producció de secretomes és més econòmica i també és possible la producció massiva en condicions controlades de laboratori [107]. Tanmateix, el període de supervivència dels MSC després del trasplantament no està clar, atès que algunes dades semblen indicar una supervivència limitada [23].

Així, les estratègies terapèutiques basades en l'aplicació de secretomes podrien ser útils en medicina regenerativa, en funció del seu contingut en molècules bioactives, incloses proteïnes i ARNm, però també ARN no codificant, que poden ser útils per induir mecanismes de reparació en els teixits lesionats.

Tanmateix, abans de la traducció a aplicacions clíniques, cal aclarir diversos punts. En particular, cal definir millor la composició del secretoma, la dosi, la freqüència i la via d'administració.

En aquest sentit, també és necessari desenvolupar protocols de fabricació estandarditzats amb bones pràctiques de fabricació per al desenvolupament de nous productes farmacèutics basats en productes lliures de cèl·lules [105].

De fet, per a aplicacions a la pràctica clínica, el secretoma s'ha de presentar en una formulació estandarditzada i fàcil de manejar. De fet, el secretoma pot presentar variacions en funció dels subjectes, cèl·lules i teixits d'origen [30].

Per aquest motiu, per estandarditzar la producció del secretoma és necessari definir el medi de cultiu i els suplements, la durada del cultiu i les condicions de cultiu [106].

En aquest context, els estudis de grans dades que avaluen els perfils de proteoma, transcriptoma i ARN no codificant poden ajudar a la caracterització del secretoma. A la taula 6 hi ha disponible una llista d'estudis que analitzen el perfil del transcriptoma, l'ARN no codificant i el proteoma.

Tanmateix, el lliurament del secretoma també ha d'abordar la preocupació de la ràpida difusió i eliminació del secretoma del lloc de reparació del teixit. A més, l'estabilitat del secretoma i l'estabilitat dels seus factors de creixement i miRNA s'han de mantenir en condicions fisiològiques durant tota la durada del lliurament.

En aquest context, s'han desenvolupat i optimitzat diferents biomaterials per millorar l'eficiència de lliurament del secretoma de MSC, amb els avantatges d'una durada d'alliberament prolongada, protecció contra la degradació i capacitat terapèutica millorada [108].

Una altra opció per millorar l'estabilitat de llarga durada de les formulacions és un procés de liofilització, que s'utilitza per a diferents productes biològics [109,110].

5. Conclusions

S'ha demostrat que els MSC dentals, donat el seu origen a la cresta neural, posseeixen un potencial neuro regeneratiu destacat. El secretoma dental derivat de MSC també mostra les mateixes propietats neuroprotectores i neuroregeneratives millorades.

Tant els CM com els EV contenen neurotrofines i molècules amb una acció neuroprotectora, fins i tot a nivells més elevats en comparació amb altres MSC. Els estudis avaluats en aquesta revisió van posar de relleu que tant CM com EV van estimular el creixement de neurites i van mostrar efectes neuroprotectors en models preclínics de malalties neurològiques i dany neuronal.

En particular, els secretomes de DPSC i SHED van ser els més estudiats, però diferents estudis també van destacar els efectes neuroprotectors dels secretomes PDLSC i GMSC.

Curiosament, alguns estudis també van suggerir la superioritat del secretoma obtingut a partir de MSC dentals en comparació amb altres fonts de MSC, com ara BMSC i AMSC, per a la neuroprotecció.

En conclusió, el secretoma derivat de les MSC dentals sembla prometedor per a la seva aplicació en el camp neurodegeneratiu i pot ser útil per desenvolupar nous tractaments neuroprotectors.

Aportacions de l'autor: Conceptualització, EM; redacció-preparació de l'esborrany original, AG; escriptura-revisió i edició, EM Tots els autors han llegit i han acceptat la versió publicada del manuscrit.

Finançament: aquest estudi va comptar amb el suport de Current Research Funds 2021, Ministeri de Salut, Itàlia.

Declaració de la Junta de Revisió Institucional: No aplicable.

Declaració de consentiment informat: no aplicable.

Conflictes d'interessos: els autors declaren no conflicte d'interessos. El finançador no va tenir cap paper en el disseny de l'estudi; en la recollida, anàlisi o interpretació de dades; en la redacció del manuscrit, o en la decisió de publicar els resultats.

Referències

1. Vasanthan, J.; Gurusamy, N.; Rajasingh, S.; Sigamani, V.; Kirankumar, S.; Thomas, EL; Rajasingh, J. Rol of Human Mesenchymal Stem Cells in Regenerative Therapy. Cells 2020, 10, 54. [CrossRef] [PubMed]

2. Friedenstein, AJ; Petrakova, KV; Kurolesova, AI; Frolova, GP Heterotòpic de la medul·la òssia. Anàlisi de cèl·lules precursores de teixits osteogènics i hematopoètics. Trasplantament 1968, 6, 230–247. [CrossRef] [PubMed]

3. Friedenstein, AJ; Chailakhjan, RK; Lalykina, KS El desenvolupament de colònies de fibroblasts en cultius monocapa de cèl·lules de medul·la òssia i de melsa de cobai. Kinet de teixit cel·lular. 1970, 3, 393–403. [Ref creuat]

4. Caplan, AI Cèl·lules mare mesenquimals. J. Orthop. Res. Apagat. Publ. Orthop. Res. Soc. 1991, 9, 641–650. [Ref creuat]

5. Dominici, M.; Le Blanc, K.; Mueller, I.; Slaper-Cortenbach, I.; Marini, F.; Krause, D.; Degans, R.; Keating, A.; Prockop, D.; Horwitz, E. Criteris mínims per definir cèl·lules estromals mesenquimals multipotents. Declaració de posició de la Societat Internacional de Teràpia Cel·lular. Citoteràpia 2006, 8, 315–317. [Ref creuat]

6. Gronthos, S.; Mankani, M.; Brahim, J.; Robey, PG; Shi, S. Cèl·lules mare de polpa dental humana postnatal (DPSC) in vitro i in vivo.Proc. Natl. Acad. Ciència. EUA 2000, 97, 13625–13630. [CrossRef] [PubMed]

7. Li, B.; Ouchi, T.; Cao, Y.; Zhao, Z.; Men, Y. Dental-Derived Mesenchymal Stem Cells: State of the Art. Davant. Desenvolupament cel·lular Biol. 2021,9, 654559. [CrossRef]

8. Egusa, H.; Sonoyama, W.; Nishimura, M.; Atsuta, I.; Akiyama, K. Cèl·lules mare en odontologia-part I: fonts de cèl·lules mare. J. Prosthodont.Res. 2012, 56, 151–165. [CrossRef] [PubMed]

9. Gan, L.; Liu, Y.; Cui, D.; Pan, Y.; Zheng, L.; Wan, M. Cèl·lules mare mesenquimàtiques humanes derivades del teixit dental i la seva aplicació terapèutica potencial. Cèl·lules mare Int. 2020, 2020, 8864572. [CrossRef]

10. Yin, JY; Luo, XH; Feng, WQ; Miao, SH; Ning, TT; Lei, Q.; Jiang, T.; Ma, DD Potencial de multidiferenciació de cèl·lules mare derivades de les dents. World J. Stem Cells 2021, 13, 342–365. [Ref creuat]

11. Mayo, V.; Sawatari, Y.; Huang, CY; Garcia-Godoy, F. Cèl·lules mare dentals derivades de la cresta neural: on som i cap a on anem. J. Dent. 2014, 42, 1043–1051. [Ref creuat]

12. Luzuriaga, J.; Polo, Y.; Pastor-Alonso, O.; Pardo-Rodríguez, B.; Larranaga, A.; Unda, F.; Sarasua, JR; Pineda, JR; Ibarretxe,G. Avenços i perspectives en les teràpies de neuroregeneració basades en cèl·lules mare de la polpa dental. Int. J. Mol. Ciència. 2021, 22, 3546.[CrossRef]

For more information:1950477648nn@gamil.com