Resumen de Estimulación de la regeneración ósea mediante células madre en un modelo preclínico de osteonecrosis de la cabeza femoral
Introducción:
El potencial de las células madre de diferenciarse en células específicas que componen un tejido, ha impulsado de manera significante su investigación para la regeneración ósea. La osteonecrosis de la cabeza femoral es una enfermedad adquirida que se caracteriza por un proceso isquémico y su progresión a una deformidad e incongruencia articular, presentando en su estadio avanzado cambios degenerativos articulares, dolor e incapacidad funcional y generando un impacto socioeconómico importante. Actualmente no disponemos de ningún tratamiento eficaz para evitar la progresión en los estadios precoces de necrosis de la cabeza femoral y en las fases tardías las opciones se limitan a las técnicas quirúrgicas de reconstrucción articular. La investigación de nuevos tratamientos de la osteonecrosis de la cabeza femoral requiere estudios prospectivos, randomizados y en un ambiente controlado experimental. No se ha progresado especialmente en este campo debido a la falta de modelos animales experimentales de osteonecrosis de la cabeza femoral que repliquen todos los estadios de la enfermedad humana. Los tratamientos se deben enfocar a modalidades biológicas coadyuvantes con soporte estructural, que permitan la regeneracion ósea y eviten el colapso de la cabeza femoral, para lo que se propone usar células mesenquimales derivadas de médula ósea que tienen la propiedad de renovarse y diferenciarse en progenies maduras.Nuestros objetivos de la investigación era desarrollar un modelo preclínico en ovejas de osteonecrosis de la cabeza femoral con lesiones severas, homogéneas e irreversibles y que evolucionara siguiendo todas las fases de la enfermedad humana, y luego verificar diferentes estímulos de terapia celular avanzada para promover la regeneración ósea en un modelo ovino de osteonecrosis de la cabeza femoral.
Material y Métodos Para el estudio se utilizaron 28 ovejas de la especie Ovis Aries. Dieciséis ovejas se utilizaron para el desarrollo del modelo animal de osteonecrosis y 12 para el estudio de las diferentes modalidades terapéuticas. Para la inducción de la osteonecrosis se realizo una ligadura vascular de la epífisis proximal de la cabeza femoral y luego en 2 ovejas se introdujo nitrógeno liquido mediante goteo en 2 ovejas, mediante infusión gaseosa intracefálica directa en 4 ovejas y mediante la introducción intracefálica de una criosonda específica en 10 ovejas. En el modelo terapéutico se utilizaron 12 ovejas distribuidas de la siguiente manera tras una inducción de osteonecrosis mediante criosonda: 2 ovejas eran tratadas con descompresión central aislada, 5 ovejas eran tratadas mediante descompresión central asociada a la implantación de un constructo de matriz ósea, y 5 ovejas eran tratadas mediante descompresión central asociada a la implantación de un constructo de matriz ósea colonizado con cultivo de células madre derivadas de la medula ósea. Se realizo un seguimiento clínico y mediante resonancia magnética y anatomía patológica.
Resultados La técnica de inducción mediante goteo produjo resultados de osteonecrosis de la cabeza femoral heterogéneos histológicamente. Tres de las 4 ovejas del grupo de infusión presentaron muerte perioperatoria por embolia gaseosa y la oveja restante mostró cambios compatibles con osteonecrosis severa. Las 10 ovejas del grupo de la criosonda presentaron cambios compatibles con osteonecrosis de la cabeza femoral severa, irreversible y homogénea en la resonancia magnética como en las muestras de histología. Ninguna de las ovejas del grupo de descompresión central o del grupo de descompresión central asociado demostró regeneración ósea en el área de isquemia severa. Dos de las ovejas, 40% de las muestras, del grupo de descompresión central asociado a la implantación de un constructo colonizado con cultivo de células madre presento evidencia de regeneración ósea en el área isquémica. En el área de transición todas las muestras del grupo de células madre mostró nuevamente regeneración ósea.
Conclusiones La administración directa de nitrógeno líquido intracefálico, mediante goteo o a través de un tubo de extensión, asociado a una interrupción vascular de la epífisis proximal de la cabeza femoral en la oveja, no es un método valido para el desarrollo de un modelo preclínico de osteonecrosis de cabeza femoral dada su inefectividad o su elevada morbimortalidad. La criocongelación de la cabeza femoral mediante una criosonda específica asociada a una interrupción vascular de la epífisis proximal de la cabeza femoral en la oveja genera lesiones severas, homogéneas e irreversibles de osteonecrosis de la cabeza femoral permitiendo el desarrollo de un modelo preclínico apto para el estudio de terapias regenerativas. La descompresión central aislada o asociada a la implantación de un constructo de matriz ósea no estimula la regeneración ósea en un modelo ovino de osteonecrosis de la cabeza femoral. La descompresión central, asociada a la implantación de un constructo de matriz ósea colonizado con células madre de la médula ósea, estimula la regeneración ósea en un modelo ovino de osteonecrosis de la cabeza femoral. Dado que en nuestro modelo preclínico de osteonecrosis de la cabeza femoral, la aplicación de un constructo colonizado con células madre ha estimulado la regeneración ósea, debe considerarse como un nuevo enfoque terapéutico en el contexto de la osteonecrosis de la cabeza femoral en la clínica humana.
