Las células madre tomadas del tejido muscular podrían promover un mejor flujo sanguíneo en pacientes con diabetes que desarrollan enfermedad arterial periférica, una complicación dolorosa que puede requerir cirugía o conducir a la amputación.
Un nuevo estudio en ratones de la Universidad de Illinois encontró que una inyección de las células madre provocó el crecimiento de nuevos vasos sanguíneos, mejorando la circulación en los tejidos afectados y la función en las extremidades afectadas. Las células madre también indujeron cambios en la expresión génica enlos tejidos circundantes, lo que provocó la liberación de factores para reducir la inflamación y aumentar la circulación. El estudio fue publicado en la revista Theranostics .
"La EAP es muy común en pacientes diabéticos, pero es difícil de diagnosticar porque los pacientes experimentan síntomas cuando la enfermedad ya está en un estado avanzado", dijo el líder del estudio Wawrzyniec Lawrence Dobrucki, profesor de bioingeniería y de medicina y jefe de laLaboratorio experimental de imágenes moleculares en el Instituto Beckman de Ciencia y Tecnología Avanzadas ". Cuando la PAD no se trata, a menudo conduce a ulceraciones en los pies y amputaciones de extremidades, miles cada año en los Estados Unidos. Es una enfermedad grave, costosa y debilitante."
En PAD, las arterias en las extremidades se estrechan, causando dolor y limitando la movilidad debido a la falta de sangre y oxígeno. Las opciones de tratamiento para la PAD son pocas. Algunos medicamentos apuntan a aumentar la perfusión en las extremidades pero no son muy efectivos, dijo Dobrucki.Los médicos recomiendan el ejercicio, pero es doloroso y difícil para los pacientes con EAP, y otras complicaciones cardiovasculares pueden hacer que la actividad física sea poco práctica. Muchos pacientes requieren cirugía para colocar stents vasculares o un bypass arterial.
El grupo de Dobrucki se asoció con Marni Boppart, profesora de kinesiología y salud comunitaria, para estudiar los efectos de las células madre inyectadas en el sitio donde se estrecha la arteria. Boppart es un experto en células madre mesenquimales, que desempeñan un papel en la curación de lesiones yregeneración de tejidos en músculos y otros tejidos. Otra investigación se ha centrado en varios factores de crecimiento individuales para promover la formación de vasos sanguíneos, un proceso llamado angiogénesis, pero ninguno ha funcionado bien.
"La angiogénesis es un proceso sofisticado que involucra muchos factores de crecimiento e interacciones entre proteínas clave", dijo Dobrucki. "Es por eso que usamos una terapia más inspirada en la naturaleza para promover la angiogénesis en las extremidades afectadas por PAD y usamos las células madre. Saben quéliberar, cuánto y cuándo detenerse, por ejemplo. También responden y modifican el microambiente del tejido para optimizar su efecto terapéutico ".
Los investigadores estrecharon quirúrgicamente la arteria femoral en una pata de ratones diabéticos. Inyectaron MSC, tomadas de los músculos de ratones jóvenes, en las patas de los ratones experimentales, mientras que el grupo de control recibió una inyección de solución salina. Luego usaron imágenes no invasivas.técnicas, desarrolladas en el laboratorio de Dobrucki, para monitorear el flujo sanguíneo y la formación de vasos sanguíneos en los ratones, comparando los grupos experimentales y de control y las patas afectadas y no afectadas en cada ratón.
"Demostramos claramente la capacidad de las MSC para aumentar la angiogénesis, la perfusión periférica y la función muscular", dijo Boppart. "Vimos que las MSC promueven la curación muscular creando nuevos vasos en el tejido que compensan el flujo sanguíneo restringido. El trasplante de MSC proporciona laoportunidad de maximizar el crecimiento de los vasos en la PAD para mantener o rejuvenecer el músculo esquelético ".
Los investigadores también realizaron un análisis de la expresión génica dentro del tejido y descubrieron que, en ratones que recibieron inyecciones de células madre, la expresión génica en la pierna con PAD era cercana a la de la pierna no afectada. También encontraron que, en comparación conEn los ratones que no obtuvieron las células madre, hubo genes activados para combatir algunas de las complicaciones diabéticas, por ejemplo, los genes asociados con la inflamación fueron reprimidos.
"Nuestros resultados sugieren que el tratamiento con células madre podría usarse para aquellos pacientes en etapas severas de EAP que no pueden hacer ejercicio", dijo Dobrucki. "El tratamiento con células madre podría ayudarlos a alcanzar el nivel en el que pueden comenzar a hacer ejercicio, o podría ahorraruna extremidad antes de que necesite amputación "
A continuación, los investigadores esperan identificar subpoblaciones de MSC que demuestren el mayor potencial para tratar la PAD, así como optimizar las condiciones para aislar estas células raras del tejido graso humano y el músculo esquelético. También están estudiando cuánto tiempo permanecen las MSCactivo después de la inyección, y qué tipo de respuesta inmune pueden desencadenar.
"También estamos intentando desarrollar un enfoque acelular para el rejuvenecimiento de la reparación y el crecimiento muscular", dijo Boppart. "Esperamos identificar la composición óptima de los factores que liberan las células, así como el medio para la liberación. Tratamiento con elLa combinación correcta de factores, en lugar de las células mismas, brinda la oportunidad de sortear el potencial de rechazo por parte del sistema inmune ".
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Materiales proporcionado por Universidad de Illinois en Urbana-Champaign . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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