Stem Cells for Tissue Reapair - Asociación Española de Artroscopia

 Dr. Mikel Sánchez, Clínica USP Vitoria
 Dr. Gonzalo Mora, Clínica Universidad de Navarra
Applications of iPS
cells in cell therapy
Dr. Gonzalo Mora
Cirugía Ortopédica y Traumatología
Laboratorio de Ortopedia Experimental
Laboratorio de Terapia Celular
CLINICA UNIVERSIDAD DE NAVARRA
Mario R. Capecchi
Martin J. Evans
Oliver Smithies
1954
Stem Cell
Transplant
1981
1998
Mouse Human
ESC
ESC
2001-2006
Adult SC
Plasticity
2000Cell Therapy
Clinical Trials
2006-07
Mice/Human
iPS
CÉLULAS TRONCALES
“CÉLULAS MADRE”
Definición


Capacidad de auto-renovación
(generar copias de si mismas)
Diferenciación a diversas líneas
celulares y tejidos funcionales,
bajo las condiciones apropiadas
POTENCIALIDAD
Zygote
Morula
Blastocyst
Embryoid Bodies
Inner
Cell
Mass
Totipotent
Cells
Pluripotent
Cells
Multipotent
Cells
Somatic stem cells
Ectoderm
Neurospheres
Neurons
Glia
Germ stem cells
Endoderm
Skin
Liver
Epidermis
Dermis
Oval Cells
Hepatocyte
Biliary Duct
Mesoderm
Gastrointestinal
Pancreatic Ductal
Pancreatic Acinus
Cript Cell
Bone Marrow
Hematopoietic
Stem Cell
Neutrophil
Platelet
Red Blood Cell
Muscle
Mesenchymal
Stem Cells
MDSC
Chondroblast
Osteoblast
Adipocytes
Satellite
Cells
Myoblast
Células Troncales
Embrionarias
 Potencial proliferativo
ilimitado
 PLURI-potenciales
 Inducen formación de
teratomas
 Terapia Alogénica
Science 1998, Thomson
PNAS 1998, Gearhart
In vitro differentiation
Células Troncales Adultas
 Las Células Madre adultas
A. Proliferation/Self renewal
se han encontrado en casi
todos los tejidos
C. Repopulating
in vivo capacity
WBC
 Pocas en número, difíciles
de aislar y de cultivar
XRT
 MULTI-potentes
B. Multilineage differentiation
 Limitado potencial
proliferativo y de
diferenciación
(parcialmente
diferenciadas)
Autorenovación
Gage et al, Science 2000
Diferenciación
Garcia Verdugo, Nature 2004
Reprogramación-Induced Pluripotent
Stem Cells (iPS)
Cell 126, 1 (2006)
PLASTICIDAD
-Celulas Troncales Adultas-
Una célula madre
adulta puede dar
lugar a células
especializadas de
otros tejidos
Células Troncales Adultas
(Localización)
 Médula ósea
 Tejido Adiposo
 Piel, Pelo, Dientes, Retina
 Páncreas
 Músculo
 Corazón
 ….
Aplicaciones
 Medicina Regenerativa
 Vehículo para Terapia Génica
 Modelos para desarrollo de
nuevos fármacos
 Inmuno-terapia y vacunas
Regeneración Tisular con
Terapia Celular
Stem Cells, 2006 Mimeault
Regeneración Tisular con
Terapia Celular
Sustituir el tejido dañado
Células (troncales)
(capacidad de diferenciación)
integración en el órgano correspondiente
Mecanismos de Reparación
 Regeneración-Diferenciación
-No siempre
 ¿Otros mecanismos?
– Mecanismo Paracrino
– Reclutamiento de Células Troncales
Endógenas y su Activación
– Mecanismos Antinflamatorios (MSCs)
¿Células Madre?
¿Células Mesenquimales?
Subpoblación de Células
Troncales en el seno de los
tejidos mesenquimales,
Multipotenciales y capaces de
Regeneración Mesodérmica
MULTIPOTENCIALIDAD DE LAS MSCs
Updates on stem cells and their applications in regenerative medicine. J Tissue Eng Regen Med 2008; 2: 169–183
Características de las Células Troncales Mesenquimales
•Auto-Renovación
•Proliferación
•Diferenciación (Multipotencialidad)
Joint Bone Spine 75 (2008) 672-674
Ingeniería Tisular
Señales que Estimulan la
Diferenciación de Células Troncales en
el Andamiaje apropiado
Joint Bone Spine 75 (2008) 672-674
Ingeniería Tisular
ESTRATEGIA
en la Ingeniería de Cartílago
1-Aislamiento
2-Crecimiento
3-Diferenciación
5-Implantación
In Vivo
4-Asociación
Materia/Células
Joint Bone Spine 75 (2008) 672-674
INDICACIONES
 Todavía en fases
experimentales o preclínicas
 Pocos Estudios Clínicos
Principales APLICACIONES de
las Células Troncales en C.O.T.
Hueso
Pérdidas Óseas
Pseudoartrosis
Cartílago
Tendones y Ligamentos
Puntos por Aclarar
•Empleo de Fact. Crecim.
•Andamiajes de biomateriales
•Microambiente de la lesión
•Integración Celular
•Inmunología del Tejido de Reparación
•¿Alogénicas o Autólogas?
•Efecto de la Edad
•Biología de la Reparación
FORMAS DE EMPLEO
1. Células Mononucleadas
2. MSCs sin cultivo de expansión
3. MSCs con cultivo de expansión
Regeneration of meniscus cartilage in a knee treated with percutaneously implanted autologous mesenchymal stem cells.
Medical Hypotheses (2008) 71, 900–908
ASPIRADO DE
MÉDULA ÓSEA
 Células Hemáticas en Varios Estadíos de
Diferenciación
– Células Hemo-progenitoras
– Muy Pocas MSCs
CONCENTRADO DE
MÉDULA ÓSEA
NÚMERO BAJO DE
CÉLULAS TRONCALES
1 MSC por cada 10.000 ó
1.000.000 de células
Medical Hypotheses (2008) 71, 900–908
Resultados
 Buenos resultados publicados en
pseudoartrosis, NICF y de Cóndilo
 Pobres resultados en artrosis
Medical Hypotheses (2008) 71, 900–908
CULTIVO Y EXPANSION
-Expandir por 100–10,000 en varias
semanas (3-5 PASES)
-REIMPLANTE con Fact. Crecim
* En el momento
* Posteriormente
Regeneration of meniscus cartilage in a knee
treated with percutaneously implanted autologous
mesenchymal stem cells.
Medical Hypotheses (2008) 71, 900–908
LIGAMENTOS
Cartílago - Experimental
Cartílago - Clínico
Human autologous culture expanded bone marrow
mesenchymal cell transplantation for repair of cartilage
defects in osteoarthritic knees. Wakitani S, et al.
Osteoarthritis Cartilage 2002;10:199–206.
Hueso
Poca Casuística
Buenos Resultados
Cartílago - Artrosis
Cartílago - Artrosis
ClinicalTrials.gov
http://clinicaltrials.gov/ct2/show/record/NCT00550524?term=Stem+Cells+arthritis&rank=12
Muchas Gracias