Terapia basada en SVF (MSC derivado de tejido adiposo) para la ERC. (StemCell&CKD)

Introducción:

La enfermedad renal crónica (ERC) es una enfermedad de prevalencia alarmantemente creciente (8 - 16%) asociada con mortalidad [1]. La ERC puede progresar hacia la enfermedad renal en etapa terminal (ESRD), que requiere terapia de reemplazo renal. La ESRD representa actualmente el 6,3 % del gasto de Medicare en los Estados Unidos y se prevé que aumente un 85 % para 2015 [2]. En un estudio realizado entre la población rural de Bangladesh, la prevalencia general de la ERC se encontró en torno al 19 % [3]. Además, la ESRD tiene un gran impacto en la calidad de vida y la esperanza de vida [4]. Por lo tanto, es muy importante desarrollar intervenciones terapéuticas para prevenir, aliviar o desacelerar la progresión de la insuficiencia renal.

La diabetes mellitus y la hipertensión representan las principales causas de ERC e inicio de diálisis [5]. Además, las enfermedades glomerulares, la desnutrición, las enfermedades infecciosas y la lesión renal aguda pueden conducir a la ESRD, lo que contribuye al aumento de la carga global de muerte [6]. Las modalidades de tratamiento actuales a menudo no se dirigen a los principales contribuyentes subyacentes a la progresión de la enfermedad renal [7]. El tratamiento de la ERC en la actualidad tiene como objetivo principal el control de los factores predisponentes y la suplementación de las funciones homeostáticas de los riñones, pero no el tratamiento del riñón enfermo en sí. Una vez más, debido a la falta de instalaciones adecuadas o limitaciones financieras, las personas de un país en desarrollo como Bangladesh no pueden continuar con la diálisis a largo plazo o de por vida. La fibrosis glomerular y túbulo-intersticial crónica es una vía común a la ESRD, a menudo asociada con apoptosis, daño oxidativo, fibrosis y rarefacción microvascular. Desafortunadamente, el potencial regenerativo del riñón es limitado en condiciones crónicas y es ineficaz para prevenir la glomeruloesclerosis progresiva y la fibrosis túbulo-intersticial [8]. Por lo tanto, las estrategias de tratamiento que potencian la regeneración celular podrían ofrecer buenas alternativas para los pacientes con ERC.

Fracción vascular estromal (SVF):

La SVF del tejido adiposo es una fuente rica de preadipocitos, células madre mesenquimales (MSC), células progenitoras endoteliales, células T, células B, mastocitos y macrófagos del tejido adiposo [9,10]. SVF es un componente del lipoaspirado obtenido de la liposucción del tejido subcutáneo. El lipoaspirado contiene una gran población de células madre denominadas células madre derivadas de tejido adiposo (ADSC, por sus siglas en inglés), que comparten una serie de similitudes con las células madre de la médula ósea, incluida la capacidad de diferenciación multilinaje.

Células madre:

Una célula madre es un término genérico que se refiere a cualquier célula no especializada que es capaz de autorrenovarse a largo plazo a través de la división celular, pero que puede ser inducida para diferenciarse en una célula funcional especializada. Las células madre son generalmente de dos tipos, células madre embrionarias y células madre adultas. Las células madre adultas se pueden obtener de muchos tejidos diferenciados, incluidos la médula ósea, los huesos, la grasa y los músculos, etc. La obtención de células madre adultas tampoco plantea problemas éticos [11]. Para la mayoría de los estudios, la célula madre adulta en cuestión es en realidad una célula madre mesenquimatosa (MSC) o una célula del estroma mesenquimatosa. Son multipotentes pero no pluripotentes, lo que significa que pueden diferenciarse en algunos, o "múltiples", pero no en todos los tipos de tejido [11]. Las células madre que se extraen del paciente con la intención de volver a administrarlas al mismo paciente se denominan MSC autólogas. Las MSC también se pueden aislar de la médula ósea (bmMSC), sangre periférica, tejido conectivo, músculo esquelético, pulpa dental (dpMSC), pared del cordón umbilical (ucMSC), sangre del cordón umbilical (cbMSC), líquido amniótico (afMSC) y todas tienen Se ha utilizado en entornos experimentales para tratar varios tipos de enfermedades renales. Una característica importante de las MSC es su capacidad para inducir la proliferación de células tubulares y glomerulares renales, aumentando la supervivencia celular [12].

Ventajas de las células madre derivadas de tejido adiposo (ADSC):

Las ADSC son poblaciones de células madre somáticas contenidas en el tejido graso y se ha demostrado que poseen propiedades de células madre como la transdiferenciación y la autorrenovación [13]. Al igual que otros tipos de MSC, las ADSC expresan múltiples antígenos marcadores de CD (CD73+CD90+CD105+ CD34+/- CD11b- CD104b- CD19- CD31- CD45- SMA-) [14,15]. Además, el uso de ADSC es ventajoso porque grandes cantidades de células madre se aíslan fácilmente mediante procedimientos quirúrgicos mínimamente invasivos [16].

Las ADSC son células precursoras vasculares. Muchos estudios han demostrado que SVF contiene células progenitoras que pueden diferenciarse en células endoteliales y participar en la formación de vasos sanguíneos [17]. Además, un estudio reciente demostró que las células SVF que expresan marcadores tanto de pericito como mesenquimales residen en una ubicación periendotelial y estabilizan las redes endoteliales [17] Otro estudio mostró que las ADSC trasplantadas a una corteza renal isquémica migran preferentemente hacia microvasos donde se diferencian células musculares lisas [18]. Algunos ensayos en receptores de trasplante renal así como el de GEFS y 2 en pacientes con ERC incluyen en su protocolo la utilización de adMSC. El tejido adiposo es una fuente importante de MSC, con una frecuencia de 100 a 1000 veces mayor que bmMSC. También parecen poseer un mayor potencial de angiogénesis o vasculogénesis [19].

Enfermedad renal y células madre mesenquimales:

Se han probado varios tipos diferentes de células de la médula ósea en animales y en estudios clínicos para su uso potencial en la enfermedad renal. Entre todas las células bajo investigación, las MSC han mostrado los resultados más prometedores hasta la fecha, ya que ayudan a las células renales a crecer, inhiben la muerte celular y alientan a las propias células madre del riñón a reparar el daño renal [20].

Pocos ensayos clínicos han probado la seguridad y eficacia de las MSC para la enfermedad renal. Reinders y sus colegas estudiaron la seguridad y la viabilidad en seis receptores de aloinjertos renales que recibieron dos infusiones intravenosas de MSC autólogas expandidas derivadas de médula ósea [21]. Es importante destacar que la entrega de MSC autólogas no se asoció con eventos adversos ni comprometió la supervivencia del injerto. Actualmente se están realizando varios ensayos clínicos para evaluar el potencial terapéutico de las MSC autólogas y alogénicas para el tratamiento de enfermedades renales [22] La administración de bmMSC y adMSC ha demostrado efectos renoprotectores significativos que incluyen la reducción del infiltrado inflamatorio intrarrenal, disminución de la fibrosis y glomeruloesclerosis [ 12] Las MSC poseen propiedades inmunomoduladoras únicas que mejoran la inflamación y las respuestas inmunitarias, lo que constituye una herramienta prometedora para facilitar la reparación renal. En los últimos años, los estudios experimentales han descubierto el potencial de las MSC para mejorar la función renal en varios modelos de ERC, y varios estudios clínicos han indicado su seguridad y eficacia en la ERC [22].

Las ADSC podrían incorporarse a tejidos u órganos dañados que podrían dar lugar a nuevos componentes funcionales y también ejercer potentes efectos antiinflamatorios, antifibróticos o de inmunomodulación a través de rutas paracrinas o autocrinas (a través del factor de crecimiento endotelial vascular, factor estimulante de colonias de granulocitos/macrófagos , factor 1 alfa derivado del estroma y factor de crecimiento de hepatocitos) [23,24]. Curiosamente, se propone que incluso las ADSC apoptóticas o moribundas exhiben propiedades inmunosupresoras distintivas [25]. Se ha demostrado que las ADSC poseen funciones antiinflamatorias e inmunomoduladoras más potentes que las MSC derivadas de la médula ósea [26].

Villanueva et al. exploró el efecto de las ADSC en la ERC mediante una única infusión intravenosa de ADSC en un modelo de ratas con ERC inducida por nefrectomía [27]. El tratamiento con ADSC se asoció con una creatinina plasmática reducida, niveles más altos de proteínas epiteliogénicas y angiogénicas y una función renal mejorada. El trabajo de Hyun et al [28] ilustró los efectos beneficiosos de las ADSC para mejorar la función renal en un modelo de ratón IgAN. Zhang et al. [30] encontraron que la administración sistémica repetida de ADSC atenuaba la proteinuria, la hipertrofia del glomérulo y la lesión intersticial tubular en un modelo de rata DN [29].

Actualmente, se han cargado varios ensayos clínicos en la base de datos de los NIH, todos tienen como objetivo probar principalmente la seguridad del uso de MSC y su eficacia en el tratamiento de la ERC. Dos de ellos proponen el uso de bmMSC autólogas y dos de adMSC. Un estudio realizado en Teherán, República Islámica de Irán, que fue diseñado para proporcionar la confirmación de la terapia con células madre mesenquimales en la ERC. Se realizaron 18 meses de seguridad y eficacia de MSC autólogas como terapia para la ERC en un total de 10 pacientes con inyección I/V de dosis alta de 2x106/kg de MSC autólogas. Las evaluaciones se realizaron a los 1, 3, 6, 12 y 18 meses después de las inyecciones de células [30].

Otro estudio realizado en Birmingham, Alabama, Rochester, Minnesota, Jackson, Mississippi, EE. UU. donde el producto de células madre llamado "células madre mesenquimales" cultivadas a partir del propio tejido graso de la persona se infundió nuevamente en el propio riñón del paciente y el resultado primario se midió después de 3 meses donde renal la oxigenación tisular aumentó y la disminución de la inflamación renal se observó como resultado secundario [31].

Ruta de entrega:

Se han desarrollado varias rutas para la administración de ADSC, células inducidas por ADSC o ADSC combinadas con materiales compuestos para el tratamiento de diferentes enfermedades o tejido dañado. Estas rutas se pueden clasificar en dos categorías: administración sistémica a través de los vasos sanguíneos (inyección intravenosa o inyección intraarterial) o administración local directamente en los tejidos u órganos lesionados [32] La ruta de administración de las MSC puede influir en la capacidad de las células para alojar e injertar el tejido dañado, y por lo tanto su eficacia para la reparación renal. Los métodos experimentales comúnmente utilizados para administrar MSC incluyen la administración sistémica intravenosa, intraarterial o intraparenquimatosa. En primates no humanos, las células se distribuyen ampliamente en los riñones, la piel, los pulmones, el timo y el hígado con niveles estimados de injerto que oscilan entre el 0,1 y el 2,7% [33].

La vía de administración de las MSC, intravenosa, intraarterial o intraparenquimatosa, puede afectar su eficacia para la reparación renal. Cuando se observaron MSC infundidas por vía intravenosa en babuinos durante 9 a 21 meses, los niveles estimados de injerto en el riñón, pulmón, hígado, timo y piel oscilaron entre 0,1 y 2,7 ​​%. [34] De hecho, la vía intravenosa se retrasa en la eficiencia de administración, porque las MSC inicialmente pueden quedar atrapadas en los pulmones. La infusión intraarterial de MSC fue la ruta más eficaz para lograr la inmunomodulación en el trasplante de riñón de rata, posiblemente al evitar el alojamiento en la circulación pulmonar, lo que permitió que las MSC se alojaran en el riñón lesionado [35].

Una característica importante de las MSC es su capacidad para inducir la proliferación de células glomerulares y tubulares renales, aumentando la supervivencia celular. Al secretar factores proangiogénicos y tróficos, las MSC inyectadas no solo pueden mejorar la proliferación, sino que también pueden disminuir la apoptosis de las células tubulares [36]. Se han explorado varias vías de administración (intraparenquimatosa, subcapsular, intravenosa) y todas parecen ser eficaces. Las inyecciones múltiples y repetidas de MSC parecen ser aún más efectivas que las inyecciones únicas [37,38].

Metodología:

Se llevará a cabo un estudio prospectivo a partir de abril de 2019 (aproximadamente cinco años o hasta completar los requisitos de la muestra con un mínimo de un año de seguimiento) en el Instituto y Hospital de Cirugía Celular y LASER de Bangladesh, Dhaka. 31 Se incluirán en el estudio los pacientes con ERC que cumplan los criterios de selección e ingresen en el centro de salud seleccionado para recibir tratamiento. La SVF (fracción vascular estromal) se recolectará del tejido adiposo subcutáneo abdominal. El procesamiento posterior (incubación, centrifugación, mezcla, lavado y neutralización) producirá células SVF (ADSC) viables y activas finales que se transfundirán por vía intravenosa. Teniendo en cuenta la posibilidad de un mayor daño del riñón ya dañado o dañado durante la angiografía y la colocación del catéter en la arteria renal, los investigadores optan por la transfusión intravenosa de la SVF. Antes de la transfusión, se recogerá la muestra y se realizará el recuento de células mediante un contador de células fluorescentes automatizado.