Desarrollo de un hidrogel funcionalizado tipo apósito para la aplicación de derivados acelulares provenientes de células madre mesenquimales como potencial tratamiento para úlceras cutáneas crónicas: Modelo preclínico en diabetes tipo 1

Abstract

La úlcera de pie diabético es un problema de salud pública en el mundo, conlleva a un alto impacto personal, social y económico, situación que se hace más dramática por la poca efectividad de las terapias convencionales. En los últimos 10 años se ha demostrado que la administración de las células madre mesenquimales (MSCs) son seguras y efectivas en el tratamiento de las úlceras cutáneas crónicas, induciendo la regeneración, tanto de la dermis como de la epidermis. Sin embargo, el trasplante de las MSCs es difícilmente masificable debido a su producción compleja y costosa a gran escala. Publicaciones recientes de nuestros estudios evidencian que el uso de los derivados acelulares que éstas producen (dac-MSCs), presentan una mayor efectividad que las células per se en la regeneración de lesiones cutáneas (Tomas de Mayo, et al., 2017). No obstante, es necesario hacerlos más compatibles a una presentación farmacológica convencional como son los apósitos. En este contexto, también hemos demostrado que las matrices poliméricas, como los hidrogeles a base de polietilenglicol diacrilado (PEGDA), permiten la incorporación de diferentes moléculas bioactivas como proteínas, para su posterior uso como soportes tridimensionales para estudiar el comportamiento de células madre (S. Becerra-Bayona, Guiza-Arguello, Qu, Munoz-Pinto, & Hahn, 2012; S. M. Becerra-Bayona, Guiza-Arguello, Russell, Hook, & Hahn, 2018; Browning, et al., 2014; Munoz-Pinto, et al., 2015). Por lo tanto, en la primera etapa del proyecto se logró fabricar un hidrogel degradable de PEGDA al insertar un péptido que es reconocido por la metaloproteinasa tipo 1 (MMP-1), y que permite su degradación. En la segunda parte del proyecto, se logró establecer la tasa de degradación de los hidrogeles degradables de PEGDA (denominado hidrogel funcionalizado tipo apósito), y se determinó la relación de acrilación que debe usarse para la incorporación de las moléculas bioactivas como son los dac-MSCs, teniendo en cuenta los resultados iniciales de adhesión celular. Asimismo, se llevaron a cabo los estudios de proliferación y migración celular en los hidrogeles en estudio, así como la caracterización de las moléculas presentes en los dacMSCs. Una vez establecidos los parámetros a tener en cuenta para la fabricación de dichos hidrogeles, se llevó a cabo un estudio piloto con ratas Wistar, con el fin de determinar la concentración apropiada de estreptozotocina para inducir la diabetes en las mismas. Los resultados de este estudio preliminar confirmaron que a las dosis de 30, 40 y 50 mg/kg, los animales no desarrollan cuadros de diabetes (glicemias superiores a 250 mg/dL) mientras que con la dosis de 60 mg/kg se garantiza el desarrollo de diabetes.