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Stem cells and their exosomes as an advanced therapy to treat incisional hernia: proof of concept in a murine model
administraron exosomas, en comparación con la
administración del sellador de fibrina solo. El efecto de los cuerpo extraño, sin disminuir, a su vez, la capacidad de
exosomas derivados de MSCs en la polarización de
macrófagos hacia un fenotipo M2 prorregenerativo ha sido
descrito previamente en un modelo murino de daño
muscular (40) y, además, otros estudios han evidenciado
también las propiedades inmunomoduladoras de estos
exosomas en condiciones in vitro frente a linfocitos T
activados (33), en modelos animales de sinovitis (34) y en
enfermedades cardiovasculares (41). Por último, en
relación al efecto de los exosomas derivados de MSCs
sobre las células B, hay estudios que muestran su
capacidad para inhibir la activación de estos linfocitos in
vitro (42,43), lo que coincide con nuestros resultados in
vivo, en los que se observa un descenso significativo de
los linfocitos B activados caracterizados como
CD45+/B220+/Ly6C+ (44) en los tejidos en los que las
mallas se fijaron con sellador de fibrina y exosomas, en
comparación con aquellos que únicamente llevaban
sellador de fibrina.
Para realizar una caracterización más profunda de la
respuesta inflamatoria, se realizó un análisis de la
expresión de diferentes genes en el tejido adyacente a las
mallas implantadas. Nuestros resultados mostraron un
incremento significativo de las citoquinas TH2 IL-4 e IL-
13 en los animales en los que el sellador de fibrina se
administró junto a MSCs o exo-MSCs. Ambas citoquinas
se asocian a la polarización de macrófagos desde un
fenotipo M1 hacia M2 (45). Además, considerando que la
expresión divergente de Arg-1 e iNOS se ha relacionado
frecuentemente con los fenotipos M2 y M1,
respectivamente (46), consideramos conveniente estudiar
también la expresión de estos dos genes. La expresión de
Arg-1 se vio significativamente incrementada en el grupo
que recibió MSCs, en comparación con los grupos donde
las mallas se fijaron con suturas o con el sellador de
fibrina. Además, los niveles de expresión de iNOS se
encontraron muy por debajo de los de Arg-1 en todos los
grupos. Por último, se apreciaron diferencias significativas
en la expresión de Opn, una proteína secretada por los
macrófagos, entre otras células, y responsable del
desequilibrio Th1/Th2 hacia Th1 (47). En concreto, esta
proteína disminuyó significativamente en todos los grupos
con sellador de fibrina, en comparación con el grupo en el
que las mallas se fijaron con suturas. Tanto los resultados
de la expresión de Arg-1 e iNOS como los de Opn, por
tanto, son consistentes con la polarización de macrófagos
hacia M2, sugerida también por los niveles de expresión de
las citoquinas IL-4 e IL-13.
Los resultados del análisis de las poblaciones celulares
infiltradas junto con el estudio de la expresión de genes
relacionados con la inflamación muestran que, aunque no
se observó una disminución de la respuesta inflamatoria en
términos de células CD45+ ?una respuesta que, como se
mencionó anteriormente, podría ser beneficiosa para la
incorporación de tejido?, existe una modulación de esta
respuesta hacia un perfil prorregenerativo y menos
agresivo, lo que podría suponer un riesgo menor de
@Real Academia Nacional de Farmacia. Spain
desarrollar una respuesta exacerbada en la reacción a
incorporar nuevo tejido para reforzar la zona dañada.
Por último, el análisis de la expresión de los genes
mayoritarios de colágeno tipo I y colágeno tipo III mostró
una disminución significativa de ambos en todos los
grupos en los que se empleó el sellador de fibrina, en
comparación con el grupo en el que se emplearon suturas.
Además, el ratio entre los colágenos tipo I y tipo III mostró
un descenso significativo en el grupo con MSCs en
comparación con el grupo en el que se empleó únicamente
el sellador de fibrina. Teniendo en cuenta que la formación
de las hernias y su recurrencia se asocia con un
disminución del ratio entre los colágenos tipo I y tipo III
(48), estos resultados podrían indicar que la fijación de las
mallas con el sellador de fibrina podría incrementar la
resistencia biomecánica de las mallas quirúrgicas al tener
fibras de colágeno más gruesas en el tejido adyacente.
5. CONCLUSIONES
En un modelo in vivo de hernia incisional en ratón se
ha demostrado que los selladores de fibrina pueden
emplearse como vehículo para la administración de MSCs
y de sus exosomas en el contexto de la fijación de mallas
quirúrgicas. La identificación histológica y celular de los
leucocitos infiltrados demuestra que los exo-MSCs
reducen la infiltración de macrófagos inflamatorios M1.
Por último, el análisis de expresión de genes relacionados
con la respuesta inflamatoria corroboró esta observación,
mostrando una predominancia de citoquinas relacionadas
con la respuesta Th2, y con ello, con la polarización de
macrófagos hacia un fenotipo M2 antinflamatorio, en el
tejido circundante a las mallas en las que se vehicularon
MSCs o sus exosomas.
6. CONFLICTO DE INTERESES
Los autores declaran que no existe ningún conflicto de
intereses.
7. AGRADECIMIENTOS
Los experimentos in vitro se desarrollaron en la ICTS
Nanbiosis (Unidad 14: Cell Therapy del CCMIJU). La
caracterización de exosomas se llevó a cabo en la ICTS
Nanbiosis (Unidad 6: Biomaterial Processing and
Nanostructuring Unit). Los experimentos in vivo se
desarrollaron en la ICTS Nanbiosis (Unidad 22: Animal
housing del CCMIJU). El Servicio de técnicas aplicadas a
la biociencia del SAIUEx (financiado por la UEx, Junta de
Extremadura, MICINN, FEDER y FSE) proporcionó
apoyo técnico y humano en el desarrollo de este estudio.
Este trabajo ha sido financiado en parte por el CIBER-CV
(CB16/11/00494), una ayuda de la Junta de Extremadura
(Ayuda a grupos catalogados de la Junta de Extremadura,
GR15175), dos ayudas de la Junta de Extremadura a JGC
(TA13042 y IB16168 cofinanciadas por FEDER/FSE) y
una ayuda del ISCIII a JGC (CP17/00021) cofinanciada
por ERDF/ESF, “Investing in your future”. Las entidades
financiadoras no intervinieron en el diseño del estudio,
recogida de datos y su análisis, decisión de publicación ni
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