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Estudio de las interacciones entre un andamio
de colágena tipo I (Nukbone) y líneas celulares
involucradas en la fibrosis y la regeneracióninvolucradas en la fibrosis y la regeneración
Dra. Carolina Guzmán
Laboratorio de Hígado, Páncreas y Motilidad (HIPAM),
Unidad de Medicina Experimental,
Hospital General de México
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Un reto para la biomedicina…� mantener …
� mejorar …
� restaurar …
… la función biológica de un órgano o tejido dañado
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Injertos
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Trasplante de células
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Desventajas� Incompatibilidad
� Reacción Injerto vs. Hospedero
� Tx Inmunosupresión
Inoculación de patógenos� Inoculación de patógenos
� Costos
� Lista de espera
� Disponibilidad de tejidos
� Etc.
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Uso de materiales
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Andamios� Los tejidos requieren un arreglo tridimensional que
favorece el microambiente permitiendo el crecimiento celular y su función.
� Un andamio es la estructura que permite este arreglo tridimensional
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Los andamios pueden
� permitir la adhesión celular
liberar o retener células y factores de crecimiento� liberar o retener células y factores de crecimiento
� tener influencia mecánica y biológica en las células
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Requerimientos� Porosidad y tamaño de poro adecuados
� Biodegradables
� Reabsorbible
No inmunogénicos� No inmunogénicos
� No tóxicos
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Materiales de andamio� Polímeros:
� PLA (ácido láctico), PGA (ácido glicólico)
� Derivados de matriz extracelular:
Colágena, fibrina� Colágena, fibrina
� Tejido descelularizado
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Limitaciones � Una vez implantados requieren vascularización
� Pueden requerir ser cultivados previo al implante
� Pueden requerir factores de crecimiento, hormonas y otros metabolitosotros metabolitos
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Andamios
Nanotubos de carbonoPGA
PLA
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Regeneración de intestino
Garner JP, The Surgeon 2004
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Regeneración de hueso
Mandible reconstruction project, University of Illinois College of Engineering
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Nukbone
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Nukbone y regeneración de hueso� 52 pacientes, 28 masculinos y 24 femeninos (47.7 años, 9 a
84 años)
� 28 se les practicó artrodesis, 16 fueron tratados por pseudoartrosis, 3 presentaron tumores óseos benignos y 5 pseudoartrosis, 3 presentaron tumores óseos benignos y 5 defectos óseos,
� se les colocó el xenoimplante.
� se presentó consolidación ósea entre los tres y ocho meses después de la cirugía;
� el xenoimplante se integró totalmente en un periodo de tres a 18 meses dependiendo del tamaño de la patología y la región donde fue colocado.
Cueva-del Castillo JF,Cir Cir. 2009
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Andamio de colágena de Nukbone� Esponjas de colágena tipo I proveniente de hueso de
bovino con aplicaciones médicas especialmente en la substitución de hueso y reparación de piel.
Dra. Ma. Cristina Piña Barba, IIM, UNAM
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Fibrosis
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Regeneración
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Regeneración
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Hipótesis� Diferentes líneas celulares involucradas en la fibrosis, tales
como los miofibroblastos y en regeneración, células parenquimatosas, son capaces de crecer en contacto con moléculas de la matriz extracelular como la colágena, por lo moléculas de la matriz extracelular como la colágena, por lo tanto crecerán y colonizarán la colágena del material de andamio Nukbone, tanto en cultivo como in vivo.
� El uso de la colágena obtenida de Nukbone como xenoimplante enriquecido con células del propio paciente favorecerá la regeneración del tejido implantado (hígado y uretra) permitiendo la recuperación estructural y funcional del tejido.
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Objetivo general� Identificar las interacciones que se presentan entre la
colágena tipo I obtenida del material de andamio Nukbone y diferentes líneas celulares involucradas en la fibrosis (células estelares, fibroblastos, hepatocitos y la fibrosis (células estelares, fibroblastos, hepatocitos y células de urotelio) y regeneración tanto in vitro como en modelos in vivo.
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Objetivos particulares� In vitro:
� Identificar las interacciones entre líneas celulares involucradas en el proceso fibrótico (HepG-2: hepatocitos, LX-2: células estelares, HT1080: fibroblastos, Hs 769.T: células de urotelio) y la colágena tipo I obtenida del material de andamio Nukbone.
� Estudiar a nivel estructural y molecular la presencia o ausencia de alteraciones en las líneas célulares cultivadas con la colágena tipo I obtenida del material de andamio líneas célulares cultivadas con la colágena tipo I obtenida del material de andamio Nukbone.
� Determinar los índices de proliferación, apoptosis y necrosis de las células HepG-2, LX-2, HT1080 y Hs 769.T en cultivos con el material de andamio.
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Objetivos particulares� In vivo:
� Realizar implantes de la colágena tipo I obtenida del material de andamio Nukbone en el hígado de ratas control y con diferentes estadios de fibrosis hepática para identificar las interacciones entre las células del hígado sano y el hígado fibrótico con el material de andamio.
� Determinar los índices de proliferación, apoptosis y necrosis de las células del hígado � Determinar los índices de proliferación, apoptosis y necrosis de las células del hígado sano y fibrótico con el material de andamio a diferentes tiempos después del implante.
� Realizar implantes de la colágena tipo I obtenida del material de andamio Nukbone en la uretra de perros sanos y con estenosis uretral para identificar las interacciones entre las células de la uretra sana y fibrótica con el material de andamio.
� Determinar los índices de proliferación, apoptosis y necrosis de las células de la uretra sana y estenosada con el material de andamio a diferentes tiempos después del implante.
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Estudios in vitro
HepG2 LX2 106 células
HistologíaMicroscopía electrónicaLX2
Hs 769.T HT1080
+106 células Microscopía electrónica
Proliferación (BrdU)Apoptosis (TUNEL)Expresión de genes (qPCR)
Inicialmente se realizarán cultivos individuales y posteriormente co-cultivos
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Estudios in vivo: fibrósis hepática
HistologíaMicroscopía electrónicaProliferación (BrdU)Proliferación (BrdU)Apoptosis (TUNEL)Secreción de citocinasExpresión de genes (qPCR)
1 cm2;27.02±4.39 mg
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Estudios in vivo: fibrósis uretral
HistologíaMicroscopía electrónicaProliferación (BrdU)
Implante Uretra sanaUretra fibrótica
Proliferación (BrdU)Apoptosis (TUNEL)Secreción de citocinasExpresión de genes (qPCR)
Uretra fibrótica
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Avances…
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Avances…
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Agradecimientos
HIPAM:Dra. Gabriela Gutierrez-ReyesDr. Christian AcevedoDr. Joselín HernándezDr. Galileo EscobedoDr. David Kershenobich
IIM, UNAMDra. Ma. Cristina PiñaDr. Benjamín León
Dr. David Kershenobich
FM, UNAMMa. Carmen García de León
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Tipos de injertos� Autólogos: procedentes del mismo sujeto
� Alloinjerto: de un sujeto de la misma especie
� Xenoinjerto: de un sujeto de otra especie
Isogénico: entre gemelos idénticos� Isogénico: entre gemelos idénticos