Hidrogel de fibroína de seda bioactiva utiliza BMSCs-EVs para modular el microambiente inflamatorio en la...

Área de la Ciencia:

• Ciencia de los biomateriales
• La Medicina Regenerativa
• Inmunología

Sus antecedentes:

• La degeneración del disco intervertebral (IVDD) es una condición prevalente relacionada con la edad que causa dolor y problemas de movilidad.
• La inflamación y la desregulación de la polarización de los macrófagos son los factores clave del IVDD.
• Los tratamientos actuales para IVDD tienen limitaciones para abordar la patología subyacente.

Objetivo del estudio:

• Desarrollar un nuevo sistema terapéutico para el IVDD utilizando hidrogel de fibroína de seda (SF) cargado con vesículas extracelulares (EV) de ingeniería de ARNm de células madre mesenquimales de la médula ósea (BMSC).
• Investigar la eficacia de este sistema SF/EVs en la modulación de la polarización de los macrófagos y en el alivio del IVDD in vitro e in vivo.
• Identificar los componentes funcionales clave dentro de los EV responsables de los efectos terapéuticos.

Principales métodos:

• Aislamiento de BMSC y generación de vehículos eléctricos de ingeniería.
• Establecimiento de un modelo de ratón con DIV aguda.
• Caracterización del complejo SF/EV utilizando SEM, FTIR y reología.
• Evaluación in vitro de la polarización de los macrófagos (marcadores M1/M2).
• Implantación in vivo de SF/EV y análisis histológico de tejidos discales.
• Secuenciación de ARN de alto rendimiento para identificar la carga funcional del EV.
• Manipulación genética mediada por el lentivirus para confirmar el papel de S100B.

Principales resultados:

• El complejo SF/EV demostró propiedades estructurales adecuadas para la entrega de EV y la liberación sostenida.
• In vitro, los SF/ EV inhibieron la polarización de los macrófagos M1 y promovieron la polarización M2.
• In vivo, la implantación de SF/ EV mejoró la histología del disco y redujo la infiltración inflamatoria de los macrófagos.
• S100B fue identificado como una carga funcional clave en vehículos eléctricos, suprimiendo la polarización M1 y mitigando el IVDD.
• Se confirmó que S100B derivado de EV es crucial para suprimir la polarización M1 y reducir la progresión de IVDD.

Conclusiones:

• El hidrogel de fibroína de seda sirve como un portador eficaz de BMSCs-EVs, permitiendo su liberación sostenida y efectos antiinflamatorios mejorados.
• El sistema terapéutico SF/EVs desarrollado modula efectivamente la polarización de los macrófagos, cambiando de un fenotipo proinflamatorio M1 a uno antiinflamatorio M2.
• El S100B derivado de EV juega un papel crítico en el mecanismo terapéutico, ofreciendo un objetivo prometedor para el tratamiento de la DIV.
• Este sistema de hidrogel BMSCs-EVs/SF enriquecido con S100B presenta una estrategia novedosa y prometedora para el tratamiento de la degeneración del disco intervertebral mediante la remodelación del microambiente inflamatorio y la promoción de la regeneración.