Actualmente realizo una investigación que verifica los efectos terapéuticos de las vesículas extracelulares (exosomas) derivadas de células madre mesenquimales de médula ósea y, en el futuro, aspiro a su aplicación clínica a diversas enfermedades. En un estudio previo, utilizando un modelo de lesión de la médula espinal en rata, informamos de que los exosomas explican gran parte del mecanismo terapéutico de la terapia intravenosa con células madre mesenquimales (MSC); es decir, de que las MSC podrían aportar sus efectos terapéuticos a través de los exosomas.
Sin embargo, aquel fue un estudio de exosomas de rata utilizando MSC de rata. Las ratas y los humanos, por supuesto, pueden no ser iguales. El presente estudio, con vistas a la aplicación clínica de la terapia con exosomas, es una verificación que utiliza exosomas de MSC humanas. La enfermedad objetivo es la «lesión de la médula espinal».
Verificar el efecto terapéutico sobre la mejora de la parálisis era el objetivo inicial, pero, a medida que continué mis observaciones, noté que el tamaño corporal difería claramente entre el grupo de tratamiento y el grupo de control. También en el entorno clínico, los pacientes con lesión de la médula espinal (SCI) grave pierden peso rápidamente durante la fase aguda. Por supuesto, también es cierto que la disminución de la masa muscular debida a la parálisis tiene un gran efecto. Sin embargo, si la masa muscular disminuye en exceso, el efecto de la rehabilitación se diluye.
Los fenómenos confirmados en esta terapia intravenosa con exosomas de MSC humanas fueron:
- Promoción de la recuperación de la función motora
- Acción inmunomoduladora en el sitio de la lesión
- Supresión de los niveles de citocinas inflamatorias circulantes por todo el cuerpo
- Supresión de la disminución de los receptores de la hormona del crecimiento en el hígado
- Un aumento del Insulin-like growth factor-1 (IGF-1) circulante por todo el cuerpo (una citocina importante en el crecimiento corporal)
entre otros. Así pues, examinemos ahora el contenido real del artículo.
¿Qué es la lesión de la médula espinal?
La lesión de la médula espinal se produce cuando la médula espinal sufre un daño físico. A menudo está causada por diversos accidentes, como accidentes de tráfico, accidentes deportivos y caídas. La lesión de la médula espinal puede provocar la pérdida de capacidades sensoriales o motoras y, en los casos graves, puede provocar tetraplejía (un estado de pérdida de toda o parte de la sensibilidad y la capacidad motora de las cuatro extremidades). Al nivel actual de la medicina, los fármacos y tratamientos eficaces para mejorar esta parálisis son limitados y sus efectos son insuficientes, y muchos pacientes viven con discapacidades.
La lesión de la médula espinal y el crecimiento corporal
En los adultos jóvenes, la lesión de la médula espinal causa no solo un deterioro sensitivomotor grave, sino también un retraso del crecimiento durante la fase aguda-subaguda. Las citocinas inflamatorias circulantes por todo el cuerpo están asociadas con la insuficiencia del crecimiento y el desgaste muscular. Sin embargo, estudios recientes han mostrado que las pequeñas vesículas extracelulares (sEVs) derivadas de células madre mesenquimales (MSC) humanas pueden tener un efecto terapéutico sobre el crecimiento corporal y la recuperación motora tras una lesión grave de la médula espinal en ratas adultas jóvenes, y pueden modular las citocinas inflamatorias.
¿Qué son las vesículas extracelulares derivadas de células madre mesenquimales?
Las células madre mesenquimales (MSC) son células especializadas que existen en diversos lugares del cuerpo, como la médula ósea y el tejido adiposo. Estas células poseen capacidad de autorreparación y capacidad inmunomoduladora. Las pequeñas vesículas extracelulares (sEVs) secretadas por las MSC ayudan a la comunicación entre las células y tienen la capacidad de modular la respuesta inflamatoria. En particular, las células madre mesenquimales de médula ósea son las MSC más estudiadas y son células madre en las que también avanza la investigación clínica.
Métodos del estudio
En este estudio, ratas que habían recibido una lesión de la médula espinal se dividieron aleatoriamente en tres grupos de tratamiento diferentes (MSC-sEVs humanas y de rata y un grupo de PBS), y el tratamiento se administró el día 7 tras la lesión de la médula espinal. La recuperación de la función motora y el crecimiento corporal se evaluaron semanalmente hasta el día 70 tras la lesión de la médula espinal. También evaluamos el movimiento de las sEVs dentro del cuerpo, la captación de las sEVs dentro de las células, el fenotipo de los macrófagos en el sitio de la lesión y los niveles de citocinas en el sitio de la lesión, en el hígado y circulantes por todo el cuerpo.
Resultados del estudio
Los resultados del estudio mostraron que la administración intravenosa tanto de MSC-sEVs humanas como de rata mejoró la recuperación de la función motora tras la lesión de la médula espinal y restauró el crecimiento corporal normal de las ratas adultas jóvenes con lesión de la médula espinal.
La puntuación BBB es de un máximo de 21 puntos. 0 puntos significa parálisis completa; 21 puntos significa ausencia de parálisis. El grupo de tratamiento con exosomas mostró una recuperación de la función motora significativamente mejor.
Las ratas de control con lesión de la médula espinal están demacradas (B), mientras que los grupos de tratamiento con exosomas (C; exosomas humanos, D grupo de exosomas de rata) no lo están.
Cuando se administraron exosomas humanos por vía intravenosa, fueron captados selectivamente por los macrófagos/microglía del sitio de la lesión.
Los experimentos in vitro mostraron que, en un entorno de pH 6, fueron captados únicamente por los macrófagos M2 activados.
Además, la administración de MSC-sEVs humanas o de rata aumentó la proporción de macrófagos M2 y redujo la producción de las citocinas proinflamatorias factor de necrosis tumoral-α (TNF-α) e interleucina (IL)-6 en el sitio de la lesión.
Asimismo, los niveles de TNF-α e IL-6 en el suero circulante por todo el cuerpo disminuyeron, y los niveles de producción del receptor de la hormona del crecimiento e IGF-1 en el hígado aumentaron. También se confirmó que los niveles séricos de IGF-1 estaban significativamente elevados en el grupo de tratamiento.
IGF-1 es la abreviatura de Insulin-like Growth Factor 1, un tipo de hormona producida dentro del cuerpo humano. Esta hormona asiste a la acción de la hormona del crecimiento (GH) y desempeña un papel importante en el crecimiento y el desarrollo del cuerpo.
El IGF-1 promueve en particular el crecimiento del hueso y del músculo. También estimula el crecimiento y la diferenciación de las células y, al ayudar a generar nuevas células, contribuye a la reparación y la regeneración del cuerpo. Además, el IGF-1 también participa en la regulación de los niveles de glucosa en sangre.
Sin embargo, si los niveles de IGF-1 no son adecuados, pueden surgir problemas en el crecimiento y el desarrollo del cuerpo. Por ejemplo, si los niveles de IGF-1 son bajos, el crecimiento puede retrasarse. Por el contrario, si los niveles de IGF-1 son demasiado altos, pueden causar un crecimiento excesivo u otros problemas de salud.
Conclusión
Los resultados de este estudio indican que la terapia intravenosa con MSC-sEV puede contribuir a la recuperación del crecimiento corporal tras una lesión de la médula espinal en ratas adultas jóvenes al reducir las citocinas proinflamatorias sistémicas y aumentar el GHR e IGF-1 hepáticos. Las MSC-sEVs de origen humano, al igual que las MSC-sEVs de origen de rata, tuvieron el efecto de promover tanto la recuperación funcional como la normalización del crecimiento corporal. Esto indica que la interrupción del crecimiento tras una lesión de la médula espinal en ratas jóvenes puede aliviarse mediante la terapia con hMSC-sEV. Estos resultados tienen implicaciones terapéuticas importantes para los pacientes con lesión de la médula espinal, especialmente los pacientes jóvenes con lesión de la médula espinal en quienes la interrupción del crecimiento puede ser más problemática.