Uso de una matriz biopolimérica complementada con medio condicionado de células troncales mesenquimáticas de la gelatina de Wharton en reparación de lesiones psoriasiformes

Abstract

La medicina regenerativa se basa en el uso de células troncales para fines terapéuticos, promoviendo la estimulación de los mecanismos de reparación propios del cuerpo para curar funcionalmente tejidos u órganos. Algunas de las aproximaciones recientes dentro del campo consisten en el uso de los productos de secreción de las células troncales; un conjunto de factores bioactivos con propiedades terapéuticas al que se le denomina secretoma o medio condicionado. Se ha demostrado que el efecto combinado de estos factores provoca una regulación de varios procesos celulares, entre ellos los de reparación tisular y angiogénesis. La psoriasis vulgaris es una enfermedad inflamatoria crónica de carácter autoinmune y de origen multifactorial, caracterizada por provocar lesiones cutáneas distintivas en forma de placas gruesas, enrojecidas y escamosas, junto con un proceso angiogénico altamente desregulado. La primera línea de tratamiento de esta enfermedad corresponde a agentes tópicos, cuya aplicación resulta ser molesta para los pacientes y además genera efectos secundarios adversos como picazón, ardor, irritación, adelgazamiento y/o descoloración de la piel. Por lo anterior, en este seminario de título se decidió evaluar el efecto terapéutico del medio condicionado de células troncales mesenquimáticas derivadas de la gelatina de Wharton en lesiones psoriasiformes. Para ello se desarrolló una solución biotecnológica, combinando el secretoma de estas células en un biopolímero en base a ácido hialurónico (HA hWJCM), validando primeramente que este prototipo mantuviera las propiedades angiogénicas características del secretoma in vivo. A continuación, se evaluó el potencial terapéutico en un modelo murino con dermatitis psoriasiforme mediante diferentes protocolos de tratamiento, incluyendo el secretoma solo (hWJCM) o el polímero solo (HA Ctrl). Una vez finalizado los tratamientos, con el biopolímero activado se observó que, a diferencia de ratones no tratados, con manifestaciones clásicas de la enfermedad e índice de severidad del área de psoriasis (PASI) alto, se logró una mejora significativa (76,47%) del índice PASI. Al visualizar la piel del lomo en las distintas condiciones experimentales, fue posible apreciar una reducción drástica del número de vasos totales con HA hWJCM respecto a individuos con dermatitis psoriasiforme, llegando a ser similares en cuanto al número y aspecto a la condición control (Ctrl). Un análisis histológico de la piel arrojó diferencias en el grosor de la epidermis, siendo esta de mayor espesor para los animales enfermos no tratados, concordante con lo reportado en la literatura. El grosor de la epidermis en las condiciones de hWJCM y HA hWJCM, en tanto, resultó ser menor, y más cercano a valor control. Interesantemente, se encontró que, una vez iniciado el tratamiento de dermatitis psoriasiforme, los ratones a los cuales se les administró HA hWJCM, aumentaron de peso y al último día de tratamiento, estos individuos tuvieron una recuperación prácticamente total de su peso (Δ= -2,51%), seguido por los ratones tratados con hWJCM (Δ= -6,47%). Aquellos ratones tratados con HA Ctrl disminuyeron su peso hasta un nivel cercano al de los ratones enfermos (Δ = -9,84% y -12,11% respectivamente), mientras que los ratones control mantuvieron su peso aproximadamente constante (Δ= -0,99%). Los resultados demuestran que el tratamiento tópico de la enfermedad con HA hWJCM reduce el índice PASI además de las molestias asociadas a la enfermedad y, por tanto, provoca un bienestar general en el animal, representando una solución terapéutica efectiva.

Regenerative medicine is based on the use of stem cells for therapeutic purposes, promoting the stimulation of the body's own repair mechanisms to functionally heal tissues or organs. Some of the recent approaches within the field consist of the use of stem cell secretion products; a set of bioactive factors with therapeutic properties which is called secretome or conditioned medium. The combined effect of these factors has been shown to cause regulation of various cellular processes, including tissue repair and angiogenesis. Psoriasis vulgaris is a chronic inflammatory disease of an autoimmune nature and of multifactorial origin, characterized by causing distinctive skin lesions in the form of thick, red, and scaly plaques, together with a highly dysregulated angiogenic process. The first line of treatment for this disease corresponds to topical agents, whose application is bothersome for patients and also generates adverse side effects such as itching, burning, irritation, thinning and/or discoloration of the skin. Therefore, in this title seminar it was decided to evaluate the therapeutic effect of the conditioned medium of mesenchymal stem cells derived from Wharton's gelatin in psoriasiform lesions. For this, a biotechnological solution was developed, combining the secretome of these cells in a biopolymer based on hyaluronic acid (HA hWJCM), first validating that this prototype maintained the angiogenic properties characteristic of the secretome in vivo. Next, the therapeutic potential was evaluated in a murine model with psoriasiform like dermatitis using different treatment protocols, including secretome alone (hWJCM) or polymer alone (HA Ctrl). After completing the treatment with the active biopolymer, it was observed that, unlike untreated mice presenting classic manifestations of the disease and a high psoriasis area severity index (PASI), the treatment with HA hWJCM resulted in a significant improvement (76.47%) of PASI index. When visualizing the back skin of the different experimental conditions, it was possible to see a drastic reduction in the number of total vessels with HA hWJCM compared to individuals with psoriasiform like dermatitis, being similar in terms of number and appearance to the control condition. A histological analysis of the skin showed differences in the thickness of the epidermis, being of greater thickness for untreated sick animals, consistent with that reported in the literature. In contrast, the epidermal thickness of hWJCM and HA hWJCM was found to be closer to the control condition. Interestingly, once the treatment of psoriasiform like dermatitis started, mice administered with HA hWJCM gained weight and on the last day of treatment, these individuals had practically a total recovery of their body weight (Δ = -2.51%) followed by hWJCM treated mice (Δ = -6.47%). Those mice treated with HA Ctrl decreased their weight to a level close to that of diseased mice (Δ = -9.84% and -12.11% respectively), while control mice kept their weight approximately constant (Δ = -0.99%). The results show that topical treatment of the disease with HA hWJCM reduces the PASI index in addition to the discomfort associated with the disease and, therefore, causes general well-being in the animal, representing an effective therapeutic solution.