Resumen de Crosstalk between umbilical cord wharton’s jellyderived- mesenchymal stem cells and human skin fibroblasts: implications in wound healing, fibrosis, anti-aging and burns.
Ana Isabel Arnó Clúa
INTRODUCCIÓ: Les cèl.lules mare mesenquimals (MSCs) han esdevingut una prometedora teràpia emergent de medicina regenerativa per a guarir ferides, tractar la fibrosi i ajudar en el rejoveniment cutani o “anti-aging”. La senyalització paracrina és considerada un dels principals mecanismes responsables de l’acció de les MSCs. Les cèl.lules mare mesenquimals derivades de la gelatina de Wharton del cordó umbilical (WJ-MSCs) representen una font especialment eficient i avantatjosa de MSCs. Tanmateix, però, no hi ha publicacions prèvies sobre els efectes de les WJ-MSCs humanes en fibroblastos humans de pell cicatricial tipus queloide, pell cremada o pell normal. L’objectiu d’aquest estudi és investigar l’efecte de les WJ-MSCs en els diferents tipus de fibroblastos cutanis humans abans esmentats i, esbrinar-ne el mecanisme d’acció, a través de diferents sistemes de cultiu (mitjà de cultiu condicionat amb WJ-MSC, cultius amb dispositius “pouet” o “transwell inserts” i co-cultius cel.lulars directes). A més a més, també es pretén caracteritzar les respostes dels fibroblasts a nivell d’expressió gènica. Per una altra banda, aquest estudi examinarà l’aplicació translacional in vivo de la senyalització paracrina de les WJ-MSC en un model animal murí de curació de ferides. MATERIALS I MÈTODES: Es van obtenir cordons umbilicals humans i mostres de pell humana i, WJ-MSCs i fibroblastos humans cutanis de cicatrius queloïdees, de pell cremada i de pell normal van ésser aïllats i cultivats. Tres tipus de sistemes de co-cultiu es van avaluar per tal d’analitzar els efectes de la senyalització paracrina i de contacte cel.lular directe de les WJ-MSCs. També es va investigar un model translacional preclínic de ratolí de curació de ferides. RESULTATS: Els productes de la transcripció de l’inhibidor de l’activador del plasminogen-I (PAI-I), el factor induït per la hipòxia -1-? (HIF-1-?) i el factor de creixement transformador- ?2 (TGF-?2) van augmentar en els fibroblastos de queloides cultivats amb el mitjà de cultiu condicionat per WJ-MSC (WJ-MSC-CM) i co-cultivats amb un sistema de pouets o “transwell inserts”; es va observar una expressió gènica incrementada del factor de creixement dels fibroblasts-2 (FGF-2) i del factor de creixement vascular endothelial (VEGF), així com expressió disminuïda de TGF-?3, en el grup tractat amb WJ-MSC-CM (p ? 0.05 and p ? 0.01). En aquest darrer sistema de cultiu, l’expressió proteica de la IL-6 i la IL-8 va resultar incrementada (p ? 0.05). En canvi, en co-cultivar fibroblasts de queloides directament amb WJ-MSCs, es van observar resultats oposats. Els fibroblasts de queloides tractats amb WJ-MSC-CM van mostrar uns índex més elevats de proliferació que els fibroblasts de queloides del grup control, sense canvis en l’apoptosi ni en l’habilitat migratòria. En els estudis amb fibroblasts de pell cremada, el WJ-MSC-CM no va tenir efectes en l’expressió gènica dels fibroblasts i, per tant, l’expressió dels productes de transcripció dels gens TGF-?2, PAI-1, HIF-1-? i VEGF no va resultar modificada quan els fibroblastos de pell cremada es van cultivar amb WJ-MSC-CM. Quan es van co-cultivar a través d’un pouet o “transwell insert” (senyalització paracrina bidireccional), els nivells del mRNA de PAI-1 van augmentar (p ? 0.05). Per una altra banda, l’aplicació directa de WJ-MSCs sobre els fibroblasts de pell cremada va fer disminuir en TGF-?1 i el CTGF (factor de creixement del teixit connectiu) ) (p ? 0.01) i, va reduir el senyal dels altres productes gènics prèviament esmentats que no van experimentar variacions significatives. El WJ-MSC-CM va estimular la proliferació i migració dels fibroblasts de pell cremada humana i, el tancament de ferides in vitro (p ? 0.05 and p ? 0.001, respectivament). Respecte els fibroblasts de pell normal humana tractada amb WJ-MSC-CM, l’expressió de gens promotors de la re-epitelització (TGF-?2), neovascularització/”anti-aging” (HIF-1-?) i fibroproliferació (PAI-1) va augmentar (p ? 0.05). Malgrat que altres productes de la transcripció relacionats amb la curació de ferides i “anti-aging” no es van modificar significativament, sí van presentar una tendència creixent (FGF-2, CTGF, VEGF, collagen I, collagen III i SIRT-1). El WJ-MSC-CM va estimular la proliferació dels fibroblasts de pell normal humana (p ? 0.001) i la migració (p ? 0.05) in vitro i, va accelerar la curació de ferides in vivo en un model murí de pell excisional d’espessor total. DISCUSSIÓ I CONCLUSIONS: Les WJ-MSCs podrien tenir un comportament paradoxal en el maneig de les cicatrius queloïdees. Sota les condicions de cultiu d’aquest estudi, l’aplicació indirecta de les WJ-MSCs en fibroblasts de pell queloïdea (via mitjà condicionat o “transwell inserts”) va promoure el seu fenotip pro-fibròtic, mentre que la interacció cèl.lula-cèl.lula amb contacte directe va produir efectes oposats. La senyalització paracrina de les WJ-MSCs humanes podria promoure la fibrosi i un fenotip queloide, mentre que les WJ-MSCs per si mateixes podrien servir per a tractar les cicatrius queloides. Les WJ-MSCs humanes sembla que promouen la reparació de les ferides post-cremada a través de la senyalització paracrina, però l’efecte directe del contacte cel.lular de les WJ-MSCs amb els fibroblasts de pell cremada humana podria disminuir-ne la fibroproliferació i evitar així la cicatrització excessiva després d’una cremada. El secretom de les WJ-MSCs podria produir un fenotip “anti-aging” o de rejoveniment cutani. Sota les condicions experimentals i de cultiu d’aquest estudi, les WJ-MSCs van estimular la curació de ferides de pell humana normal in vitro i, in vivo, en un model murí a través de la senyalització paracrina. Tot plegat, aquests resultats suggereixen que les WJ-MSCs humanes són prometedores i mereixen interès científic, ja que podrien esdevenir una nova tecnologia a ésser avaluada en més estudis pre-clínics i assaigs clinics per tal de promoure la curació de ferides en general i en els cremats, amb possibles aplicacions també en els àmbits del rejoveniment cutani/”anti-aging” i en el tractament de la fibrosi. Si el descrit caràcter immunoprivilegiat i segur de les WJ-MSCs en els primers models experimentals i clínics continuen comprovant-se científicament, les WJ-MSCs podrien representar una tecnologia factible, universal i “a la carta” per tal de promoure la curació de ferides i millorar la supervivència dels pacients, així com la seva qualitat de vida.
