Resumen de A bioengineering approach for corneal endothelial regeneration
Resumen de la tesis Actualmente, en el mundo hay aproximadamente 10 millones de personas con discapacidad visual debido a enfermedades corneales. La única solución terapéutica es el trasplante de córnea de un donante. La gran mayoría de trasplantes es debido a algún fallo en la capa más interna de la córnea, el endotelio corneal, ya que es la única capa de la córnea que no tiene la capacidad de regenerarse in vivo. Sin embargo, existen varios problemas asociados a este trasplante como el escaso número de donantes sanos o el rechazo inmunológico por parte del paciente.
Para intentar sustituir el trasplante, diversos investigadores han conseguido cultivar células de endotelio corneal (CEC) para reemplazar posteriormente las células endoteliales no-funcionales de córnea. No obstante, la terapia celular es todavía muy reciente y sigue presentando una serie de inconvenientes. Por ejemplo, muchos estudios realizados cultivan CEC de animales o utilizan células de otros pacientes que pueden llevar a rechazo inmunológico. Para evitarlo, algunos estudios utilizan células madre del propio paciente, que son capaces de diferenciarse a muchos tipos celulares, entre ellos, el endotelio corneal. Actualmente, las células madre utilizadas para formar células de endotelio corneal son principalmente las células madre pluripotentes, tanto de origen embrionario (ESC) como inducidas a partir de células adultas (iPSC). A pesar de los grandes avances, estos tipos de células madre presentan grandes limitaciones que son principalmente el riesgo de formación de teratomas y la probabilidad de rechazo inmunológico. Además, presentan otros inconvenientes como los problemas éticos que conlleva el uso de las ESC, los problemas de seguridad de las iPSC debido a que su obtención requiere el uso de virus y supone un problema para su aplicación clínica.
Por este motivo, y con el objetivo de intentar solventar los problemas actuales en la regeneración de endotelio corneal, este proyecto de tesis utiliza células madre de la pulpa dental (DPSC) para la formación de CEC. Las DPSC son fáciles de extraer y, al provenir del propio paciente, no presenta problemas de rechazo. Además, la utilización de las DPSC evita los problemas éticos y de seguridad de asociados a las ESC y las iPSC. Asimismo, las DPSC y las CEC ambas tienen el mismo origen y provienen de células de la cresta neural (NCSC). De hecho, las DPSC expresan marcadores de cresta neural, lo que facilita la diferenciación de éstas a células de la cresta neural, que es un paso intermedio hasta la formación de CEC. Por ello, este proyecto de tesis se basa en un protocolo de dos etapas donde las DPSC son diferenciadas a NCSC y, posteriormente, las NCSC se diferencian a CEC.
Debido a las limitaciones que presentan las terapias celulares respecto a la viabilidad celular tras el trasplante, el mundo de la ingeniería de tejidos es una nueva disciplina que permite solucionar estas limitaciones. La ingeniería de tejidos combina el uso de células, biomateriales y moléculas biológicas. Se ha demostrado que el uso de diferentes topografías en el cultivo de células puede modular su comportamiento, lo que puede afectar en su funcionalidad, su distribución o su tamaño. Por ello, este proyecto de tesis aplica la ingeniería de tejido como otra estrategia para conseguir CEC funcionales con el fenotipo y la morfología adecuadas. Para ello, se ha intentado mimetizar el hábitat natural en el que se encuentran las células humanas. Esto se ha logrado cultivando las células sobre unos sustratos con diferentes curvaturas o topografías que mimeticen el ojo humano.
En conclusión, este proyecto de tesis propone el uso de la bioingeniería, mediante la diferenciación a CEC desde células madre del propio paciente y el uso de biomateriales con diferentes topografías y curvaturas, para la regeneración de endotelio corneal.
