¿El último avance en el trasplante microquirúrgico de células madre? Gracias
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Las células madre tienen ventajas terapéuticas únicas porque son homólogas a las células en el área de la lesión de la médula espinal.
Las células madre ofrecen ventajas terapéuticas únicas porque son homólogas a las células de la zona de lesión de la médula espinal.
La lesión de la médula espinal es una enfermedad grave que pone en peligro la salud humana. Los pacientes lesionados tienen disfunción sensorial, motora, refleja y defecatoria por debajo del nivel de la lesión. La investigación actual sobre el tratamiento de la lesión de la médula espinal se centra principalmente en los siguientes aspectos: ① Controlar la progresión de la lesión secundaria, incluida la descompresión quirúrgica, la terapia de choque hormonal, la terapia de hipotermia leve, el bloqueo de los canales de calcio, el antagonismo de aminoácidos excitadores y la eliminación de radicales libres. . ② Promueve la regeneración de los axones, repara las vainas de mielina dañadas, mejora la plasticidad del sistema nervioso central y promueve funciones compensatorias en áreas no dañadas, incluido el trasplante de células y la aplicación de factores de crecimiento nervioso. ③Aliviar o neutralizar varios factores que inhiben la regeneración axonal después de una lesión de la médula espinal, incluida la aplicación de factores inhibidores del crecimiento antiaxonal y el silenciamiento de genes para promover indirectamente la regeneración axonal. La investigación sobre vectores de trasplante se centra principalmente en tejido de médula espinal embrionaria, células madre neurales, nervios periféricos, células de Schwann y células funcionales transgénicas. Se ha confirmado en la literatura que el trasplante de los vectores antes mencionados contribuye a la recuperación del sistema nervioso y que las células madre tienen ventajas terapéuticas únicas debido a su homología con las células de la zona de lesión de la médula espinal.
Después de una lesión de la médula espinal, la barrera hematoencefálica se destruye, lo que provoca isquemia e hipoxia. Muchos factores inflamatorios entran en la zona lesionada, desencadenando un efecto en cascada de necrosis celular y apoptosis. No solo dañará las células nerviosas restantes, sino que también dañará el tejido de la médula espinal en el borde del área del traumatismo de la médula espinal. Por lo tanto, prevenir el daño secundario es una parte importante del tratamiento temprano. Desde la perspectiva de los mecanismos fisiopatológicos, los cambios en el microambiente local después de una lesión de la médula espinal también son una razón importante para el fracaso de la regeneración del sistema nervioso. Los cambios en el microambiente local después de una lesión de la médula espinal incluyen: ① La lesión provoca la muerte de las células nerviosas y la destrucción de la barrera de la médula espinal provoca un desequilibrio en el entorno de la médula espinal. ②Las sustancias citotóxicas causan lesión por isquemia-reperfusión. ③Después de una lesión, se expresan una variedad de factores inhibidores en la superficie celular. ④ Las células gliales reactivas proliferan masivamente, formando cicatrices gliales y moléculas inhibidoras de la regeneración que impiden que los axones se regeneren y atraviesen la zona lesionada.
Las células madre tienen las siguientes características: ① Capacidad de mantenerse y renovarse. ②Capacidad de proliferar y dividir. ③Capacidad de autorrenovación. ④ Potencial de diferenciación multidireccional, puede diferenciarse en células neuronales, astrocitos y oligodendrocitos. ⑤Tiene cierta capacidad de migración, puede llegar al sitio de la lesión o enfermedad y generar nuevas células. Las células madre pueden crecer de dos maneras: una es una división simétrica para formar dos células madre neurales idénticas o dos células progenitoras, la segunda es una división asimétrica, debido a la distribución desigual de las proteínas reguladoras de la diferenciación en el citoplasma, una célula hija está en el exterior; mundo Estimulada por factores, la célula progenitora se convierte en una célula progenitora y se diferencia irreversiblemente en múltiples linajes celulares, mientras que la otra célula hija conserva las características de la célula madre neural progenitora. El número de células diferenciadas está controlado por el número de células madre neurales y el número de divisiones antes de la diferenciación.
En la actualidad, las principales fuentes de células madre son: ① Derivadas de células madre embrionarias. ②Aislado del sistema nervioso central de mamíferos embrionarios o adultos. ③ Derivado de tejido tumoral o células madre neurales inmortalizadas transgénicas. Se han aislado células madre neurales de diferentes partes del cerebro embrionario, fetal y adulto, incluido el hipocampo, la zona ventricular/ependimaria, la corteza y la amígdala, y estas células pueden convertirse en tratamientos alternativos para las enfermedades del sistema nervioso central. Los experimentos han demostrado que el tejido cerebral adulto contiene una nueva fuente de células madre neurales que pueden recolectarse mediante cirugía. Estas células, aisladas de tejido cerebral adulto, podrían permitir el autotrasplante, lo que evitaría conflictos éticos. En la actualidad, la tecnología de cultivo de células madre neurales adultas se ha convertido en una rutina. En el proceso de cultivo de células madre neurales durante dos años, se diferencian en tres células nerviosas básicas (neuronas, astrocitos y oligodendrocitos) y pueden convertirse en células nerviosas maduras. Se ha informado que las células madre del prosencéfalo embrionario humano pueden expandirse más de un millón de veces in vitro, proporcionando una fuente casi infinita de células madre neurales para trasplantes de células.
El aislamiento y cultivo exitosos de células madre, especialmente el uso de información genética exógena que codifica oncogenes para inmortalizar células madre neurales, resuelve el problema del número insuficiente de trasplantes y evita cuestiones éticas. Después del trasplante, las células madre pueden diferenciarse en células funcionales de manera específica y localizada, reemplazar y complementar la estructura y función de las células faltantes, liberar neurotransmisores y producir factores neurotróficos. , promueven la regeneración del tejido nervioso dañado e inhiben la neurodegeneración.
Después de una lesión de la médula espinal en un adulto, las células madre neurales endógenas no se producen ni diferencian lo suficiente y su capacidad de autorreparación es limitada. La razón principal es la presencia de factores en la médula espinal que inhiben las señales de nutrientes como la división y la migración. El trasplante de células madre neurales endógenas y exógenas puede cambiar este equilibrio y promover la generación y diferenciación de células madre neurales endógenas.
La eficacia del trasplante de células madre depende de la integración estructural y funcional con el sistema nervioso del huésped. Actualmente, los trasplantes de células madre se utilizan para tratar la enfermedad de Parkinson, enfermedades desmielinizantes y lesiones cerebrales y de la médula espinal. Gao et al. descubrieron que las células madre trasplantadas migraron al sitio lesionado y reemplazaron las células faltantes en el cerebro lesionado en desarrollo, lo que indica que las células madre tienen el potencial de migrar y proporcionar una base teórica para el tratamiento del daño neuronal extenso causado por la médula espinal. lesión. Con su capacidad de migrar, se pueden evitar los daños colaterales de múltiples trasplantes. Lepore et al. trasplantaron células madre de médula espinal aisladas de tejido de médula espinal de rata en un modelo de lesión de médula espinal. Confirmaron mediante doble inmunotinción que las células madre neurales trasplantadas se diferenciaban en neuronas y observaron que había sinapsis recientemente establecidas entre nuevas neuronas y. neuronas del huésped.
Las pruebas cinemáticas mostraron que la función motora de las extremidades anteriores de las ratas trasplantadas mejoró significativamente, pero aún existía una gran diferencia en comparación con los animales normales. Este experimento muestra que las células madre neurales trasplantadas en áreas germinales no neuronales del sistema nervioso central también pueden diferenciarse en neuronas. Esto puede deberse a que en las últimas etapas del trasplante, la respuesta inflamatoria en el área lesionada ya es muy alta. Los factores inhibidores leves y locales y los factores tóxicos también se reducen, por lo que las células madre trasplantadas pueden sobrevivir y dividirse mejor.
Mitsui et al. demostraron que se trasplantaron células madre neurales marcadas con BrdU a ratones después de una lesión de la médula espinal, y que se detectaron células madre neurales en la médula espinal lesionada mediante métodos inmunohistoquímicos después de la cirugía. El día 28 después de la cirugía, en comparación con el grupo de control, el volumen urinario aumentó significativamente, la presión urinaria se redujo significativamente, el volumen de orina residual se redujo significativamente y la eficiencia urinaria mejoró significativamente. Esto sugiere que el trasplante de células madre neurales después de una lesión de la médula espinal puede mejorar significativamente la función de la vejiga. Fujiwara y otros golpearon la médula espinal torácica de ratas con un objeto pesado e inyectaron células madre neurales en el área lesionada. Las células trasplantadas sobrevivieron y se diferenciaron en neuronas, astrocitos y oligodendrocitos. Los axones se ampliaron 8 mm y se restableció la función de las extremidades traseras de la rata.
Según los datos actuales, las células madre son un material de trasplante ideal. El mecanismo del trasplante de células madre para tratar la lesión de la médula espinal es: ① Las neuronas y las células gliales generadas después de la diferenciación de las células madre pueden secretar una variedad de factores neurotróficos, mejorar el microambiente local de la médula espinal e iniciar la expresión secuencial de genes relacionados con la regeneración. , para que los axones lesionados comiencen a regenerarse. Al mismo tiempo, producen varias matrices extracelulares para llenar las cavidades que quedan después de una lesión de la médula espinal y brindar apoyo a los axones en regeneración. ②Reponer las neuronas y las células gliales perdidas después de un trauma. ③ Haga que las fibras nerviosas desmielinizadas restantes y las nuevas fibras nerviosas formen nuevas vainas de mielina para mantener la integridad funcional de las fibras nerviosas. La terapia génica es actualmente la más investigada en la reparación de lesiones de la médula espinal. Se refiere a un método que utiliza medios genéticos para producir factores neurotróficos a largo plazo y de forma segura en la especificidad local de la lesión de la médula espinal y promover la regeneración de los axones.
La transfección de genes in vitro consiste en obtener células huésped vivas para cultivarlas, luego transfectarlas in vitro y luego cribar y analizar las células transfectadas con el gen. Una vez que las células alcanzan un cierto número, se trasplantan al área de la lesión nerviosa para promover la regeneración nerviosa. Las células obtenidas mediante este método tienen la ventaja de estar libres de rechazo inmunológico.
Con la profundización de la investigación en neurobiología y medicina regenerativa, el trasplante de células madre muestra amplias perspectivas de aplicación, y la diferenciación de las MSC en células madre neurales es actualmente el tema de investigación más desafiante.
Aunque la investigación básica y los experimentos con animales han logrado avances gratificantes, todavía quedan algunos problemas que deben resolverse: (1) No existen estándares claros para el grado y el curso de la lesión de la médula espinal y el efecto de Terapia con células madre. (2)2) Todavía es controvertido si las células madre neurales diferenciadas de las MSC pueden reemplazar las células nerviosas de la médula espinal lesionadas. Aún no se ha respondido claramente si se trata de un reemplazo estructural o funcional. (3) No está claro el mecanismo por el cual las células madre mejoran la función neurológica después de una lesión de la médula espinal. Con la profundización de la investigación sobre células madre, el trasplante de células madre se convertirá en un medio eficaz para tratar las LME.