Estudio de células troncales mesenquimales para su empleo como vectores en terapias antitumorales: Visualización mediante técnicas de imagen molecular

Belmar López, Carolina
Martín Duque, María Pilar (dir.)

Universidad de Zaragoza, 2013

Abstract: El cáncer es la enfermedad con mayor tasa de mortalidad en nuestros días, causando una muerte de cada cuatro casos, en USA en el año 2010 (Jemal et al, 2010). A pesar de los avances, muchos tipos de tumores siguen sin posibilidad de un tratamiento eficaz, por lo que la investigación en nuevas terapias es necesario. Las células malignas o tumorales no se encuentran solas, si no que conviven en un complejo microambiente denominado como estroma tumoral (Albini et al, 2007) y que pueden ser caracterizados como ¿heridas que nunca se cierran¿ donde se producen de manera constante una gran cantidad de citoquinas, quimioquinas y otros mediadores inflamatorios que sirven de señales para el reclutamiento de otros tipos celulares, incluidas las células madre mesenquimales (MSCs) y proveyendo los componentes necesarios para la supervivencia del mismo, incluyendo soporte estructural, vascularización y matrices extracelulares (Dvorak et al, 1986). Los esfuerzos actuales para generar una terapia eficaz contra el cáncer consisten en ser capaces de desarrollar estrategias dirigidas a las células tumorales y a cualquier otro elemento del estroma tumoral, en el que se combinen el uso de genes específicos antitumorales y el empleo de vehículos o vectores que se dirijan e incorporen directamente en el tumor (Dai et al, 2011). Las células troncales mesenquimales (MSCs), han generado un gran interés biomédico desde que se descubrieron sus propiedades, constituyéndolas así en una atractiva elección como agentes terapéuticos. Las MSCs son sencillas de obtener, pueden expandirse rápidamente y son fácilmente transfectables, lo que permite su modificación ex vivo. Las MSCs representan un tipo celular inmunologícamente privilegiado debido a que expresan niveles muy bajos del complejo de histocompatibilidad tipo I (MHC I) y no expresan el tipo II (MHC II). Esto permite reducir el riesgo de rechazo en transplantes alogénicos, generando ventajas en el tratamiento de enfermedades donde existe daño o perdida celular como infartos de miocardio, Parkinson, diabetes tipo 1, y enfermedades hepáticas (Loebinger et al, 2011). Recientemente se ha demostrado en diferentes ensayos pre-clínicos, el potencial que tienen las MSCs para migrar de forma específica a zonas tumorales constituyéndose así como una herramienta ideal para su utilización como vehículos de genes y fármacos antitumorales, en una terapia génica y celular combinada (Dwyer and Kerin, 2010). Las condiciones que han de darse para que ocurra este fenómeno, son la producción de moléculas quimio-atrayentes por parte del tumor y la expresión de los receptores correspondientes en las MSCs. Con estos antecedentes establecidos, la presente tesis doctoral tiene como objetivo principal la caracterización y el estudio de la capacidad de migración de las MSCs en diversas patologías, así como las diferencias y colaboración en el estroma tumoral de las MSCs de distintos orígenes para su utilización como vehículos de una posible terapia antitumoral. Se analizará la utilidad del empleo del simporter de yodo y sodio (NIS) como herramienta de visualización y como herramienta terapéutica y las estrategias de mejora en la transferencia génica a las MSCs. Para la consecución de estos objetivos principales, se establecieron los siguientes objetivos específicos: 1. Análisis de la capacidad de migración de las MSCs de forma simultánea, aisladas de un mismo conjunto de animales, a sitios de daños o inflamatorios establecidos en diferentes modelos de patologías. 2. Evaluación del potencial multipotente de cinco líneas de MSCs aisladas de diferentes tejidos (médula ósea, tejido adiposo, epitelio y estroma de endometrio y placenta) bajo los criterios de adherencia a la placa, expresión de un patrón de marcadores y capacidad para diferenciarse in vitro bajo condiciones específicas. 3. Estudiar las diferencias en la capacidad de migración entre las líneas de MSCs en un modelo de tumor mediante visualización con dos técnicas de imagen molecular no invasivas: (i) nanoSPECT/CT; y (ii) MRI. Incluyendo por primera vez MSCs aisladas tanto de epitelio como de estroma de endometrio. 4. Estudiar el efecto generado el microambiente tumoral tras la migración y el injerto de las MSCs, mediante la monitorización del tamaño, análisis histológico de los tumores, efecto en un patrón de genes relacionados con migración y análisis del destino de las MSCs en el microambiente tumoral. 5. Comparación de la capacidad migratoria de las líneas de MSCs con hiPSCs y análisis de los genes típicos de pluripotencia. 6. Ensayar el potencial terapéutico en la reducción del tamaño de los tumores mediante el empleo de MSCs expresando NIS en un protocolo de I131. 7. Evaluar el aumento en los niveles de la tranferencia génica mediada por infección adenoviral en las MSCs mediante el empleo de un compuesto derivado de poletilenimina conjugado con el péptido RGD (PEI-RGD).

Pal. clave: biología celular ; cáncer ; células madre mesenquimales

Knowledge area: Anatomía patológica

Department: Anatomía, Embriología y Genética Animal

Nota: Presentado: 28 01 2013

Nota: Tesis-Univ. Zaragoza, Anatomía, Embriología y Genética Animal, 2013