Potencial osteoinductor del hidrogel CS/Gel/PVA con el péptido CEMP-1-P1 evaluado con células troncales mesenquimales humanas

Resumen

Introducción: Las lesiones óseas constituyen un problema clínico relevante; el tejido óseo es el segundo tejido con mayor número de trasplantes a nivel mundial. Aunque los injertos óseos continúan siendo una alternativa terapéutica frecuente, presentan limitaciones como baja disponibilidad, morbilidad del sitio donador, respuesta inmunológica e integración incompleta. En este contexto, la ingeniería de tejido ha impulsado el desarrollo de biomateriales tridimensionales capaces de funcionar como andamios celulares y favorecer la reparación tisular. Entre ellos, los hidrogeles destacan por su biocompatibilidad, alto contenido de agua, porosidad y capacidad para simular la matriz extracelular. Asimismo, la incorporación de moléculas bioactivas, como los péptidos, puede potenciar la diferenciación osteogénica. Objetivo: Evaluar in vitro la biocompatibilidad y el potencial osteoinductor del hidrogel CS/Gel/PVA con el péptido CEMP-1-p1 utilizando células troncales mesenquimales derivadas de tejido adiposo (AD-MSC) y células troncales mesenquimales de periostio (Pr-MSC) humanas cultivadas de manera  independiente. Metodología: Previa firma de consentimiento informado, se aislaron AD-MSC obtenidas de remanentes de abdominoplastias y Pr-MSC  de  remanentes de reparación de ligamentos cruzados. Las células se expandieron hasta alcanzar el 90% de confluencia en DMEM-F12 al 10% de suero fetal bovino y 1% de antibiótico. Se realizaron curvas de proliferación con ambos tipos celulares para identificar la concentración óptima del péptido CEMP-1-P1. El hidrogel  CS/Gel/PVA se preparó a una proporción 1:1:1 conforme al método descrito por. El hidrogel  fue cortado en cilindros de 8 mm de diámetro; se inyectaron 7x10⁵ células por hidrogel y se cultivaron durante 5, 10 y 15 días. Se establecieron tres grupos experimentales. (1)  control negativo, (2) control positivo con  BMP-7  (10 ng/mL) y (3) estÍmulo con CEMP-1-P1. Se evaluó la viabilidad celular con calceína; la  adherencia celular por microscopía electrónica de barrido (SEM);  expresión proteica por inmunofluorescencia y formación tisular mediante hematoxilina-eosina (H y E). Resultados: Mediante SEM se observó en el hidrogel una estructura porosa irregular, con poros de hasta 500 μm, característica favorable para la migración celular y permitir el intercambio de nutrientes y la eliminación de desechos metabólicos. Los ensayos de MTT mostraron una mayor proliferación celular en presencia de CEMP-1-P1 con diferencia estadísticamente significativa a una concentración de 10 μg/mL. La viabilidad celular fue superior al 90% en los tres grupos experimentales. Asimismo, el análisis por SEM  evidenció la presencia de prolongaciones celulares (filopodios y lamelipodios), indicando adecuada adhesión celular sobre el hidrogel. La inmunofluorescencia mostró expresión de proteínas características del linaje osteogénico, como osteopontina y colágena tipo I, en ambos tipos celulares bajo las condiciones de control negativo,  estímulo con BMP-7 y estímulo con CEMP-1-P1, evaluadas a 5, 10 y 15 días. Finalmente, la tinción H&E permitió observar la formación y organización de tejido de novo tras 1 y 2 meses de cultivo sobre el hidrogel. Conclusión: El hidrogel Qs/Gel/PVA potenciado con CEMP-1-P1  mostró una adecuada biocompatibilidad, favoreció la viabilidad y adherencia celular y promovió la expresión de marcadores osteogénicos en AD-MSC y Pr-MSC, conformando una estrategia prometedora para el desarrollo de sustitutos óseos y su futura evaluación in vivo.