La medicina regenerativa es actualmente un campo muy activo de investigación y ensayos clínicos. Hay muchos enfoques nuevos, y una extensa investigación se centra en las terapias basadas en células para órganos deteriorados que permiten la reconstrucción. Después de una lesión o evento isquémico, la capacidad de regeneración se limita a los vertebrados no mamíferos, particularmente a los anfibios y peces primitivos. Esto se debe a que los órganos como el cerebro, las extremidades y el corazón pueden regenerarse. Los mamíferos tienen una capacidad limitada después de una lesión para restaurar el hígado, los músculos del sistema esquelético, los órganos como el hígado y los músculos esqueléticos. Con un evento postisquémico, existe una capacidad poco probable para que el cerebro o el corazón se regeneren.
La fotobiomodulación (PBM) puede aumentar la síntesis de adenosina trifosfato (ATP) de la respiración mitocondrial y puede modular varios procesos biológicos. Esto facilita la curación de heridas y promueve la regeneración del músculo esquelético y la angiogénesis.1,2
Se ha demostrado que la terapia PBM (PBMT) puede mejorar la regeneración del músculo esquelético. Cabe señalar que el andamio derivado de los músculos se utilizó como biomaterial acelular para mejorar la regeneración muscular y la reparación ósea.3
Se ha demostrado con el uso de un modelo experimental de corazón y infarto de perros y ratas que PBM mostró una reducción significativa en la formación de tejido cicatricial después del infarto de miocardio (IM).
Una elevación en el contenido de ATP y la curación de las proteínas de choque, junto con la angiogénesis encontrada en la zona isquémica de las ratas que fueron irradiadas con láser, y el factor de crecimiento endotelial vascular (VEGF) se atribuyen a este fenómeno.4 4,5 5
Existe una capacidad regenerativa limitada después del daño o después de un evento isquémico agudo como el infarto de miocardio en el corazón de los mamíferos. Esto se debe al bajo nivel de proliferación de cardiomiocitos y a las cantidades limitadas de células que pueden expresar proteínas marcadoras de células madre.
Se ha sugerido que la terapia basada en células madre podría ser una posible solución a la situación anterior. La investigación científica básica a la realidad clínica ha tenido una rápida transición para la terapia basada en células para la reparación cardíaca en los últimos años.6 6,7 7
Los ensayos clínicos muestran que el resultado general a largo plazo es seguro y esto implica procedimientos de implantación de células madre en el corazón a través de las arterias coronarias. Mejorar el rendimiento de la función a largo plazo del corazón es lo que es marginal o no logrado.6–8
Los problemas centrales son los relacionados con la implantación celular que sigue a un implante o una inyección de células en la sangre o el corazón con la terapia con células madre. Debido a la gran muerte de células que ocurre después de la implantación, es importante que el número de células madre implantadas sea alto, después de la inyección de células en el corazón o la circulación sanguínea.
Un ambiente celular que es receptivo dentro del órgano isquémico es un problema central con la implantación de células madre para la reparación de órganos. Lo que se requiere para una implantación celular óptima es la secreción de factores de crecimiento celular, la inhibición de la inflamación y la apoptosis, etc.9 9Se requiere que las células inyectadas migren de la circulación de la sangre al nicho isquémico. Estos pueden secretar el factor de crecimiento y permanecer activos y puede haber un efecto paracrino sobre el tejido isquémico.10 Es posible que esto pueda estimular una pequeña población de células madre en el órgano isquémico, como el corazón, y luego diferenciarse y proliferar para mejorar la reparación cardíaca post-IM.10
También hay un problema relacionado con el tiempo de inyección de las células madre en el corazón infartado y el efecto del IM (fase inflamatoria) en la médula ósea (BM).9 9
No existen estudios exhaustivos sobre el efecto de PBM en las células progenitoras o las células madre aisladas.11-14La aplicación con láser ha demostrado que hay un aumento significativo en la proliferación in vitro de las células madre mesenquimales (MSC) aisladas de la médula ósea o las células madre cardíacas. Los informes están disponibles sobre los efectos de PBM en las células progenitoras o células madre.
Hubo una mejora significativa de la tasa de proliferación y un aumento en la tasa de proliferación de células madre derivadas de tejido adiposo in vitro causada por la administración de PMBT a las MSC.13,14
En estudios previos se demostró un aumento en el efecto de la citoprotección en el corazón isquémico después de PBMT, creando un nuevo enfoque para aplicar PBMT al corazón isquémico. Esta es una nueva estrategia de aplicación de PBMT a las células madre antes de la implantación en un corazón infartado.15Este estudio demuestra que las MSC cuando se trataron con láser antes de la implantación en el corazón infartado de la rata causaron una reducción en el tamaño del infarto en comparación con las MSC inyectadas en el corazón que no recibieron tratamiento con láser. Esto también creó elevaciones de VEGF en el miocardio de rata. En un estudio concomitante.dieciséis se investigó el posible reclutamiento e inducción de células madre autólogas estimuladas por PBMT en la BM al corazón infartado.
Este estudio demostró que cuando están en la BM, las MSC que siguen la terapia de fotobiomodulación remota (rPBMT) in vivo pueden ser inducidas a proliferar a una tasa mayor que las MSC no tratadas.
Además, la aplicación de láser a ∼20 minutos después del IM en el BM causó una reducción significativa y marcada del 79% en el tamaño del infarto a las 3 semanas después del IM.
La reducción en la cicatrización del tamaño del infarto fue más efectiva que la aplicación de láser directamente a un corazón infartado.4 4,5 5
Dentro del miocardio de las ratas tratadas con láser (LT) en relación con las ratas no tratadas post-MI mostraron una mayor densidad del marcador de MSC's-c-kit +.
En el mismo modelo de rata, la aplicación de células después del láser a la BM de las ratas inducidas por MI, dirigidas específicamente al corazón infartado en lugar de a órganos no lesionados como el riñón, el hígado, etc.dieciséis
Otro descubrimiento del estudio fue el de la localización preferida de las células c-kit + reclutadas o endógenas en el área infartada, en lugar de su deposición aleatoria en todo el ventrículo izquierdo (LV).
Durante un post-MI a las 3 semanas, la densidad de células c-kit + en el área infartada fue 27 veces mayor en las ratas que tenían BM tratada con rPBMT que en las ratas control. Hatzistergos y col.10descubrieron que la densidad endógena de células madre cardíacas c-kit +, en comparación con el control después de la inyección transcardial de MSC derivadas de BM, aumentó 20 veces en el corazón infartado porcino. La postulación es que en los pacientes, puede ser una respuesta normal posterior al IM que el cuerpo "intente" movilizar varias células progenitoras a través del sistema sanguíneo hacia el corazón infartado.
Detrás del intento de usar rPBMT hay una justificación de que inducir a las diversas células en el BM es un proceso complejo que no puede afectar significativamente el post-IM u otra lesión isquémica, a través de un solo tipo de célula madre.
Definido por la reactividad a varios anticuerpos, el BM nativo es conocido por sus muchos tipos y subtipos de células madre. Por ejemplo, para los macrófagos, el BM también contiene muchas células progenitoras (es decir, monocitos) que pueden diferenciarse aún más. De hecho, se ha demostrado que los macrófagos desempeñan un papel crucial en el proceso de cicatrización posterior al IM. La conclusión es que PBMT probablemente induce concomitantemente en la BM varios tipos de células que aumentarán en número en la circulación sanguínea después de su mayor proliferación en la BM. Bajo ciertas circunstancias, y hasta cierto punto, estas células probablemente, eventualmente, se alojarán en la zona isquémica en el órgano isquémico del corazón.
La hipótesis anterior, por supuesto, todavía requiere pruebas y demostraciones a través de estudios experimentales adicionales. No obstante, se puede especular que controlar el reclutamiento y la búsqueda de células madre de la circulación sanguínea evitará el fenómeno de la muerte masiva de células madre que caracteriza el proceso de implantación celular en el corazón isquémico. Es cierto que el suministro de células madre desde el BM al corazón a través de la sangre puede no entregar millones de células en el momento particular en que se necesitan, a diferencia del caso de la implantación de células madre. Sin embargo, se ha demostrado en animales experimentales que un aumento en el número de células implantadas no causa ningún aumento correlacionado en la función cardíaca.
El fenómeno de la inducción de células en la BM por rPBMT en beneficio de los órganos isquémicos / patológicos también se ha explorado en otros órganos además del corazón isquémico. En un modelo animal diferente de lesión por isquemia-reperfusión moderada y aguda al riñón de rata, se demostró una mejora significativa en la función renal (reducción del 25–55% de urea, creatinina y cistatina C en la sangre de las ratas rPBMT en relación con NLT ratas), así como en la histopatología del riñón después de rPBMT en comparación con las ratas tratadas con simulación.17
En un experimento concomitante, a los ratones enfermos de Alzheimer (EA) se les administraron múltiples PBMT (cada 10 días) al BM desde la edad de 4 a 6 meses.18 añosEn este modelo de ratones, a los 4 meses de edad, los ratones mostraron una pérdida de memoria bien establecida y una acumulación de β-amiloides en el cerebro. Los ratones AD no tratados con láser y tratados con simulación sirvieron como control. Se descubrió que en los ratones con AD tratados (tratados con láser para la BM) las pruebas neurológicas (pruebas de miedo y cognitivas) revelaron una respuesta significativa ( p <0 .05="" a="" activa="" actividad="" ad.="" ad="" adem="" al="" all="" amiloide="" amiloides="" bm="" c="" causar="" cerebro.="" cerebro="" cerebros="" circulante="" cognitiva="" comparaci="" con="" concluye="" concomitantemente="" consiguiente="" control="" de="" degradaci="" del="" demostr="" densidad="" div="" el="" en="" entran="" era="" funci="" gica="" gico="" hipocampo="" importancia="" intactos="" la="" las="" los="" lt="" lulas="" macrof="" mejor="" mejora="" mejorado="" mejoraron="" menor="" microglial="" migran="" n="" neurol="" nivel="" nlt="" no="" para="" pbmt="" posteriormente="" probablemente="" prueba="" pueden="" que="" ratones="" regi="" rendimiento="" s="" salvaje="" sangre="" se="" significativa="" significativamente="" tipo="" tratados.="" y="">
Tomados en conjunto, demostramos aquí un enfoque novedoso de la aplicación de rPBMT a la BM autóloga para inducir la proliferación de células madre, que en consecuencia se reclutan en el órgano lesionado / isquémico, lo que lleva a un efecto beneficioso marcado en el evento posisquémico o traumático. De hecho, se demostró que los efectos beneficiosos del uso de este enfoque son evidentes en las etapas patológicas del riñón y en la afección neuropatológica como la EA, al menos en animales de experimentación. Este enfoque es novedoso en el sentido de que puede ser seguro también para su aplicación a sujetos humanos.
