Efecto de la cirugía de pérdida de peso en las células madre.

Las crecientes pandemias de obesidad y diabetes mellitus tipo 2 (T2DM) se encuentran entre las crisis de salud más devastadoras en todo el mundo. La prevalencia de la obesidad (índice de masa corporal (IMC) > 30 kg/m^2) es de casi mil millones de personas en todo el mundo y el Centro para el Control de Enfermedades la estima en el 37,7 % de la población adulta de los Estados Unidos. La Federación Internacional de Diabetes estima que más de 400 millones de personas en todo el mundo tienen DM2 y se espera que este número aumente a más de 600 millones para el año 2040. La dieta, el ejercicio y los medicamentos como la metformina han sido durante mucho tiempo la piedra angular de la terapia para la DM2. Desafortunadamente, el éxito a largo plazo en el control de la DM2 sigue siendo decepcionante, e incluso con nuevos medicamentos como los análogos del péptido 1 similar al glucagón (GLP-1) (liraglutida) y los inhibidores del cotransportador de sodio-glucosa 2 (SGLT2) (gliflozinas ), el control glucémico adecuado sigue siendo difícil de alcanzar. En última instancia, los pacientes con DM2 desarrollarán complicaciones cardiovasculares graves, como arteriopatía periférica, infarto de miocardio y accidente cerebrovascular. Debido al envejecimiento demográfico de la población y la escasez de terapias curativas en esta área, la prevalencia y la carga económica de la obesidad y la DM2 van en aumento. Actualmente, los costos de atención médica para enfermedades relacionadas con la obesidad en los Estados Unidos se estiman en $ 147 - 185 mil millones por año. Por lo tanto, continuamente se busca la búsqueda de terapias curativas para combatir la obesidad y la DM2.

La cirugía bariátrica es cada vez más reconocida como una de las intervenciones más efectivas para ayudar a los pacientes a lograr una pérdida de peso significativa y sostenida y una mejor salud metabólica. La pérdida permanente del 20 al 25 por ciento del peso corporal (35 a 45 kilogramos) es común para los pacientes que reciben bypass gástrico en Y de Roux (RYGB) o gastrectomía en manga vertical (VSG) en comparación con <5 por ciento en los mejores pacientes con terapia médica no quirúrgica. . Los mecanismos de pérdida de peso después de la cirugía bariátrica son multifactoriales e incluyen cambios en la ingesta de alimentos, saciedad, alteraciones en las hormonas intestinales y adaptaciones de ácidos biliares. Una pérdida de peso tan drástica también se asocia con una mejoría en las enfermedades inflamatorias crónicas, incluida la aterosclerosis y la DM2. De hecho, la cirugía bariátrica mejora el control glucémico y la remisión potencial de la DM2. Recientemente, los estudios han informado de forma independiente reducciones significativas en la glucosa en sangre en ayunas y la hemoglobina glucosilada (HbA1C) en >80 por ciento de los pacientes que se someten a cirugía bariátrica. La mejora de la DM2 suele ocurrir entre días y semanas después de la cirugía, incluso antes de que se observe una pérdida de peso sustancial. Finalmente, los eventos cardiovasculares adversos, generalmente asociados con la obesidad y la DM2, se redujeron después de la cirugía bariátrica en comparación con las terapias convencionales. A pesar de estos éxitos fenomenales, los mecanismos que gobiernan la reversión de la diabetes después de la cirugía bariátrica siguen siendo en gran parte desconocidos.

La obesidad, la formación de placas ateroscleróticas y el desarrollo de T2DM están todos asociados con una mayor inflamación. La obesidad implica aumentos en las células inmunes inflamatorias (macrófagos M1) que están presentes durante la remodelación del tejido adiposo. En oposición funcional a la inmunidad aumentada está el papel reparador de las células madre específicas de tejido. En el centro de todos los procesos regenerativos, las células madre se pueden encontrar dentro de cada tejido del cuerpo con la capacidad de autorrenovarse y generar nuevos tipos de células que promuevan el mantenimiento o la reparación de los tejidos. En esta capacidad, las células madre pueden considerarse "directoras de la orquesta" que coordinan la miríada de células y señales involucradas en la respuesta regenerativa. Sin embargo, durante enfermedades crónicas como la DM2, la inflamación incesante y el daño oxidativo dan como resultado el agotamiento y la disfunción de las células madre, y la gravedad de la lesión supera la capacidad de respuesta. Por ejemplo, el tejido adiposo contiene una mezcla heterogénea de células madre y progenitoras que probablemente se vean afectadas por la inflamación asociada con la obesidad. De manera similar, las células progenitoras hematopoyéticas y endoteliales circulantes, involucradas en el mantenimiento y la reparación de los vasos sanguíneos, muestran funciones secretoras y formadoras de vasos aberrantes que se ven afectadas negativamente por la hiperlipidemia crónica y la hiperglucemia. Este concepto denominado "agotamiento de células madre" se reconoce cada vez más durante las enfermedades crónicas, ya que el número de células madre y progenitoras circulantes y/o la función regenerativa se ve alterada por el entorno inflamatorio en pacientes con obesidad/DM2.

Lo que no está claro es si el número reducido de células madre circulantes o la función regenerativa aberrante se pueden restaurar después de la cirugía bariátrica. Los investigadores han establecido recientemente metodologías novedosas para evaluar el estado inflamatorio (estado de macrófagos M1/M2) y el contenido y la función de las células progenitoras circulantes mediante la realización de análisis de citometría de flujo detallados utilizando aldehído deshidrogenasa (ALDH, una enzima de desintoxicación y función de células madre conservada) en combinación con células análisis de marcadores de superficie. En particular, los investigadores han demostrado que el contenido de células progenitoras circulantes y el contenido de macrófagos M1 inflamatorios aumentan en pacientes con DM2 en comparación con controles sanos de la misma edad. Por primera vez, se puede evaluar la eficacia de la cirugía bariátrica a nivel celular y se pueden explorar las funciones regenerativas de las células madre que afectan la obesidad y la DM2. Esclarecer el estado de las células madre después de la cirugía bariátrica proporcionará información sobre la probabilidad de recaída de la DM2 o de volver a un estado de obesidad y proporcionará un mecanismo potencial para las mejoras en la salud cardiovascular. Este estudio podrá establecer una relación entre la reversión de la obesidad, la DM2 y los eventos cardiovasculares adversos con la restauración de células madre regenerativas asociadas con la función antiinflamatoria y proangiogénica.

Los investigadores plantean la hipótesis de que la cirugía bariátrica aumentará el contenido circulante de células progenitoras provasculares y reducirá la inflamación sistémica a través de la restauración del equilibrio de macrófagos M1/M2.