Revista de investigación y terapia con células madre

Abstracto

Estudio clínico de biomarcadores celulares y humorales circulantes implicados en la regeneración ósea tras lesiones traumáticas

Hans Gottlieb, Tobias W. Klausen, Martin Boegsted, Bo S. Olsen, Gunnar S. Lausten, Jens Kastrup, Julia S. Johansen, Mette Nyegaard, Karen Dybkaer y Hans E. Johnsen

Antecedentes: La curación de fracturas incluye la formación de cartílago, vasos sanguíneos y hueso, que involucra células progenitoras circulantes, citocinas y factores de crecimiento en una homeostasis compleja de regeneración tisular. Aquí describimos un estudio clínico de variables celulares y humorales circulantes mediante un enfoque multiparamétrico dependiente del tiempo después de lesiones traumáticas. Materiales y métodos: Se estudiaron dos cohortes prospectivas de 50 pacientes, con fractura de tobillo o cadera (cohorte 1) o reemplazos de cadera planificados (cohorte 2), así como controles sanos de la misma edad. Se recolectaron muestras de sangre oportunamente durante el período postraumático y se analizaron para i) subconjuntos mesenquimales no hematopoyéticos (CD45neg) mediante citometría de flujo multiparamétrica (MFC), ii) perfil de expresión génica global (GEP) mediante microarreglo y iii) marcadores inflamatorios séricos que incluyen el factor de crecimiento YKL-40 mediante inmunoensayos (ELISA). Se realizaron análisis integrados para identificar patrones celulares y humorales con impacto potencial en la regeneración tisular. Resultados: Los niveles postraumáticos de glóbulos blancos circulantes, subconjuntos de progenitores inmaduros y plaquetas, así como de YKL-40, IL-6 y PCR variaron de forma bifásica y se correlacionaron con el tipo de traumatismos. El análisis de MFC identificó dos compartimentos sanguíneos CD45neg menores que expresaban simultáneamente diversos grados de CD105, CD133, CD73, VEGF-R, CD144 o CD31, CD34, CD166, CXCR4, respectivamente, lo que respalda que los subconjuntos mesenquimales están involucrados en la curación de fracturas. El análisis por microarray identificó cambios postraumáticos significativos en la expresión génica de genes específicos con relación conocida con la inflamación, la regeneración ósea y la angiogénesis en células mononucleares circulantes (MNC). La cuantificación ELISA de YKL-40 reveló cambios postraumáticos más altos en traumatismos de cadera en comparación con pacientes con fracturas de tobillo (MNC: p = 0,0006; YKL-40: p = 0,0004). El YKL-40 también se correlacionó con el tipo de traumatismo óseo, documentado por diferentes niveles en pacientes con reemplazos de cadera quirúrgicos planificados y fracturas traumáticas de cadera (p = 0,005). Conclusiones: El presente estudio describe una respuesta humoral y celular dependiente del tiempo postraumático después de reemplazos de cadera planificados, fracturas de tobillo y cadera. Los datos identifican y enumeran posibles células progenitoras mesenquimales que respaldan un papel regenerativo. Finalmente, el análisis documentó una correlación entre el factor de crecimiento YKL-40 y los traumatismos óseos que lo separan de IL-6 y CRP. Estas observaciones se pueden utilizar para la futura identificación, aislamiento y caracterización de células circulantes con impacto en la regeneración ósea.