Generación de córnea biomimética con células madre mesenquimales de tejido adiposo

• Autores: Marta Cadenas Martín
• Directores de la Tesis: M.ª Paz de Miguel González (dir. tes.), Francisco Arnalich Montiel (dir. tes.)
• Lectura: En la Universidad Autónoma de Madrid ( España ) en 2024
• Idioma: español
• Número de páginas: 220
• Tribunal Calificador de la Tesis: Ricardo Casaroli Marano (presid.), José Luis Cebrián Carretero (secret.), D. Mingo Botín (voc.), Alicia Mansilla Aparicio (voc.), María Eugenia Fernández Santos (voc.)
• Programa de doctorado: Programa de Doctorado en Medicina y Cirugía por la Universidad Autónoma de Madrid
• Materias:
  • Ciencias de la vida
    • Biología celular
      • Cultivo celular
  • Ciencias médicas
    • Cirugía
      • Cirugía ocular
• Enlaces
  • Tesis en acceso abierto en: Biblos-e Archivo
• Resumen

  • Las enfermedades de la córnea afectan a alrededor de 12.5 millones de personas en todo el mundo, con 2 millones de nuevos casos cada año. El tratamiento estándar es la queratoplastia que requiere una córnea de un donante humano, pero la demanda mundial de córneas donantes supera la oferta disponible. Por ello, el objetivo de este estudio es desarrollar una córnea artificial capaz de integrarse de forma segura por medio de un trasplante corneal y que sustituya a una córnea donante a partir de células madre mesenquimales de tejido adiposo humano (hADSCs), ya que en los últimos años han sido clave en la medicina regenerativa ocular. Para ello se han diseñado objetivos específicos para cada estrato corneal. Para reponer la reserva de células encargadas de regenerar el epitelio corneal, las células madre limbares (LSCs), hemos desarrollado dos protocolos de transdiferenciación dirigida para derivar LSCs humanas a partir de hADSCs. La mejor estrategia fue la de usar el método en dos pasos con una inducción ectodérmica previa a la diferenciación directa y sobre un sustrato blando recubierto con vitronectina, ya que dicha diferenciación dirigida fue más rápida y obtuvimos un mayor porcentaje de células p63α/BMI-1 y SSEA4 positivas. Con respecto al estroma corneal, hemos diseñado y fabricado una estructura de colágeno tipo I bioimpresa que imita el modelo organotípico del estroma corneal, es biocompatible y se integra sin ocasionar rechazo inmunitario, edema corneal o activación de queratocitos en un estudio in vivo. Asimismo, hemos conseguido transdiferenciar las hADSCs en queratocitos sobre los impresos 3D in vitro. En cuanto al endotelio corneal, hemos desarrollado una opción alternativa al trasplante laminar endotelial con discos estromales humanos decelularizados recubiertos con fibronectina y reconstruidos con células endoteliales humanas expandidas in vitro. Este injerto de ingeniería tisular ha demostrado ser biocompatible, reduce eficazmente el edema corneal y aumenta la transparencia en un modelo animal de lesión endotelial corneal. Además, hemos conseguido diferenciar células endoteliales corneales que expresan Na+/K+ ATPasa a partir de hADSCs con cuatro protocolos distintos.

    En conjunto, estos resultados indican que a medio plazo se puede desarrollar una prótesis corneal biomimética a base de colágeno tipo I impreso 3D con hADSCs transdiferenciadas a células características de cada una de las tres capas de la córnea, incluidas las células madre limbares. Esta prótesis podría sustituir a las córneas donantes utilizadas para la queratoplastia, permitiendo solventar la problemática de escasez mundial de este tejido y además al ser una prótesis fabricada mediante impresión 3D podría ser personalizada según las necesidades de cada paciente