reparación de tejidos dañados y las células madre mesenquimales han cobrado gran importancia por su potencial en dichas terapias. Estas células pueden diferenciarse a diversos tejidos como hueso, cartílago, estroma y tejido graso a través del proceso mesengénico (Caplan et al., 2006). Estudios recientes, han demostrado tanto in vitro como in vivo una mayor plasticidad celular, ya que son capaces de originar células endoteliales, musculares e incluso células neuronales. Una de las aplicaciones de los sustitutos óseos se sirve de células madre que son cultivadas en un soporte/andamio in vitro en condiciones óptimas para la formación ósea. De esta manera se provee del ambiente apropiado en el que las células pueden desarrollar su función, a partir del uso combinado de factores y biomateriales.
En este trabajo, se han utilizado los cultivos celulares como herramienta básica en los estudios de biocompatibilidad. Éstos nos permiten determinar cómo responden las células a la presencia de diferentes materiales o superficies funcionalizadas, evaluando cómo se produce la adhesión, la extensión, la migración y la proliferación celular sobre el andamio. Es de señalar que las células necesitan adherirse a una superficie para sobrevivir, y además, esta última puede estar modificada, de modo que es importante conocer sus propiedades para el éxito de cada aplicación. Buxboim et al., 2010, ya describieron cómo las células poseen mecanismos táctiles que las permiten sentir las diferencias entre una superficie rígida o blanda. Con estas sugerencias, realizamos estudios para analizar el comportamiento de las hMSCs sobre diferentes superficies de biomateriales. En nuestro trabajo pudimos comprobar cómo las células son capaces de diferenciar los soportes tratados frente a los que no, como en el caso de las láminas de PEG-PEGd-Ti. El número de células adheridas disminuye en las superficies expuestas a UV, modificando también la morfología celular. La biocompatibilidad de las superficies es corroborada por la expresión similar de Ki67 con respecto al control de gelatina. Obtenemos una situación parecida cuando cultivamos las células sobre superficies de hidrogeles de agarosa-APTS. Al estudiar la adhesión y la proliferación sobre estas películas, podemos ver que el número total de células adheridas disminuye y la tasa de proliferación aumenta a medida que el contenido de APTS crece en los híbridos. Por lo tanto, la densidad de células proliferativas se estima significativamente comparable para todos los soportes. De hecho, el estado morfológico de proliferación de las hMSCs en soportes ricos en APTS (cargados positivamente) que habían sido estudiados previamente, consistía en una tendencia a la extensión de filopodios (Arroyo-Hernández et al., 2007). Sin embargo, no hay evidencias directas, tales como las vías de señalización químicas, que hayan sido establecidas entre la capacidad de hMSCs para formar fuertes adhesiones focales y su estado de proliferación.
118
¿Cuál es la importancia de la matriz extracelular?
La matriz extracelular (MEC) representa una red tridimensional que engloba todos los órganos, tejidos y células del organismo. Se pensaba que jugaba un papel esencial en la organización tisular, y que la función principal era la formación de un entramado de sostén. Es evidente, que la matriz desempeña un papel mucho más activo y complejo en la regulación del comportamiento de las células que están en contacto con ella, afectando a su desarrollo, su migración, su proliferación, su forma y su función.
En nuestro trabajo, la función general de los micropatrones de Si/SiP, es de hecho la de actuar como matriz extracelular artificial, permitiendo la difusión de metabolitos y funcionando como guía estructural para el crecimiento celular. Las primeras observaciones sobre los patrones de Si/SiP demuestran que las respuestas de adhesión dependen de las dimensiones de los raíles, por lo que podemos afirmar que describen una adhesión superficial preferente. Las grandes áreas de silicio atraen a las células mientras que el SiP se comporta como una superficie antiadherente con características hidrofílicas similares a las obtenidas por modificaciones con PEG (Manso-Silvan et al., 2007) o dextrano (McLean et al., 2000). Mediante la reducción de la anchura del raíl de Si, las hMSCs intentan aumentar la presencia del citoesqueleto de actina en áreas de Si saltando sobre los raíles de SiP, al mismo tiempo que presentan relaciones proliferativas comparables a las de la superficie control. La polimerización de la tubulina y especialmente la de los filamentos de actina en estas células, indica una polarización a lo largo de los raíles y una actividad de la migración orientada. De hecho, las células sobre los patrones de Si/SiP muestran una red bien estructurada de microtúbulos cuya elasticidad es mucho menor que la asociada a los filamentos de actina (Janmey et al., 1991). Las conformaciones celulares han sido observadas en las células que se adaptan a las limitaciones de la superficie por mecanoregulación (Menezes et al., 2008). Es relevante destacar que nuestros resultados indican que en la localización sobre zonas de SiP, la β-catenina presenta áreas más reducidas con respecto a la observada por el citoesqueleto de actina. Podemos sugerir por tanto que el SiP puede desempeñar un papel en la retracción de la β-catenina, el cual puede favorecer el estado migratorio de la célula.Se ha visto que el SiP confiere propiedades atractivas en el campo biomédico, ya que presenta biocompatibilidad con el epitelio, con los tejidos osteocondrales, neuronales y los de ojo (Low
et al., 2009), lo que abre camino para su uso en la ingeniería de tejidos como andamios
celulares. También ha sido evaluado el soporte de Si/SiP para el estudio de la proliferación celular. Trabajos anteriores demuestran que el SiP funcionalizado con grupos amino (Arroyo- Hernández et al., 2007 (B)) favorece la proliferación de células mesenquimales humanas procedentes de médula ósea sobre su superficie. En nuestro caso, el soporte de Si/SiP