Estudio de la migración de precursores mesenqulmales. Estrategia para la mejora de sus propiedades migratorias

• Autores: Beatriz de Lucas Moreno
• Directores de la Tesis: Beatriz González Gálvez (dir. tes.)
• Lectura: En la Universidad Europea de Madrid ( España ) en 2018
• Idioma: español
• Tribunal Calificador de la Tesis: Guillermo Bodega Magro (presid.), Carolina Sánchez Rodríguez (secret.), Aurora Bernal Mera (voc.)
• Programa de doctorado: Programa de Doctorado en Biomedicina y Ciencias de la Salud por la Universidad Europea de Madrid
• Materias:
  • Ciencias de la vida
    • Biología celular
• Enlaces
  • Tesis en acceso abierto en: TESEO
• Resumen
  • español

    Las células madre mesenquimales (MSCs, del inglés mesenchymal stem cells) presentan unas propiedades prometedoras para poder ser usadas en terapia celular. Son capaces de migrar, diferenciarse, secretar factores solubles, inmunomodular las respuestas del sistema inmune y son consideradas "hipoinmunogénicas."Estas propiedades las convierten en buenas candidatas para el tratamiento de una gran diversidad de enfermedades o trastornos. A pesar de los grandes avances en el campo y la utilización de MSCs en ensayos clínicos se desconoce todavía mucha información acerca de la biologla de estas células. Para el éxito de la terapia, las células suministradas tienen que alcanzar el tejido dañado o afectado e integrarse en él para poder ejercer su función. Sin embargo, la eficacia en la llegada y permanencia de las células en el tejido diana sigue presentando un gran reto. Con el objetivo de conocer mejor la migración de los precursores mesenquimales (MPs, del inglés mesenchymal precursors) obtuvimos células de distintos tejidos. Los resultados mostraron que los MPs presentaban blebs dinámicas de manera espontánea cuando se encontraban en subconfluencia en cultivo. Cuando las células no estaban adheridas y tenían forma redondeada las blebs estaban generalizadas por la membrana plasmática, mientras que cuando las células se adherían y adquirían forma elongada, estas estructuras se disponían polarizadas en los frentes de avance en combinación con los lamelipodios. Comprobamos que la F-actina, RhoA y las proteínas del grupo ERM (ezrina, radixina y moesina; unen los filamentos de actina con la membrana plasmática) formaban parte de su estructura. Las blebs se veían afectadas por la adherencia al sustrato y se inhibía su formación al al'1adir blebbistatin. Los ensayos de migración mostraron una correlación entre la capacidad de migración de los MPs y el porcentaje de blebs que presentaban. Además, la migración disminuía significativamente cuando se añadía blebbistatin en el cultivo. Se propuso como estrategia para mejorar la capacidad de migración de los MPs la aplicación de ultrasonidos (US) terapéuticos empleando la mínima intensidad del dispositivo. La estimulación de las células no afectó ni a su viabilidad ni a la capacidad de proliferación. No se produjeron cambios en la morfología, ni en las agrupaciones de las células, así como no hubo cambios detectables a nivel del citoesqueleto. Las capacidades de las células de migrar e invadir también se mantuvieron constantes a pesar del tratamiento. Finalmente, no se detectaron variaciones en la expresión génica de los genes ROCK1, integrina 1. laminina 1. colágeno tipo I y factor de crecimiento transformante 1. previamente involucrados en la estimulación con US. Tomando en conjunto los resultados serla conveniente continuar con el estudio del papel de las blebs en entornos 3D e in vivo, así como investigar la aplicación de US utilizando variaciones de los parámetros empleados.

  • English

    ABSTRACT: Mesenchymal stem cells (MSCs) have promising properties for applicalions in cell therapy. They are capable of migrating, differenliating, and secreting soluble factors, and they also have immunomodulatory effects and are considered "hypoimmunogenic". The combination ofthese properties makes them good candidates for the treatment of a wide range of diseases. Despite great advances in the field and their use in clinical trials, much information about the biology of these MSCs is slill lacking. For the success of MSC therapy, the cells mus! reach the damaged !argel tissue and engraft, to accomplish their reparative function. However, the effecliveness of the delivery of the cells to !argel organs, and their permanence, remains a major challenge. With !he intenlion of developing a richer understanding of the migratory capacity of mesenchymal precursors (MPs), we obtained cells from different lissues and tested their migration in vitro. The results showed that MPs spontaneously develop dynamic blebs in culture. When the cells were unattached and had a rounded shape, blebs were generalized around the plasma membrane . By contras!, when the cells adhered, they acquired an elongated shape, and bleb structures became polarized on the leading edge of the cells in combinalion with lamellipodia. We found that blebs were rich in F-aclin, RhoA and ERM proteins (ezrin, radixin and moesin; crosslink actin filaments with plasma membrane). Blebs were affected by adhesion to the substrate and their formalion was inhibited by the addition of blebbistatin. Migration assays showed a correlalion between the migration capacity of MPs and the number of blebs they developed. Moreover, migration decreased significantly when blebbistalin was added. The application of therapeulic ultrasound (US) al low intensilies has been proposed as a strategy to improve the migralion capacity of MPs. The stimulation of the cells with US did not affect their viability or proliferation capacity. Furthermore, there were no changes in morphology or cell groupings and no detectable changes al the cytoskeleton level. The ability of the cells to migrate and invade also remained constan! despite the US treatment. Finally, no variations in !he level of gene expression, of genes previously involved in stimulation with US, were detected for ROCK1, integrin 131, laminin 131, type I collagen and transforming growth factor 131. Considering !he results as a whole, il would be interesling to continue studying the role of the blebs in 30 cultures and also in in vivo migralion, as well as to investigate the potential application of US using variations of the tested parameters.