Evaluación del proceso condrogénico utilizando biomateriales degradables para la regeneración del tejido óseo

Abstract

Introducción: La ingeniería de tejido óseo utiliza andamios que actúan como una matriz extracelular para permitir el desarrollo del tejido de reparación. Durante la reparación del hueso endocondral, los condrocitos secretan factores propios (Sox9, colágeno 2 y aggrecan) y angiogénicos (HIF1a y VEGF). Estos últimos promueven la invasión y generación de capilares necesarios para la remodelación tisular. La interdependencia entre la formación de un callo óseo, su vascularización y el reemplazo por tejido óseo maduro hace que estos pasos sean críticos durante la reparación de las lesiones óseas. El objetivo de este trabajo es evaluar la diferenciación de condrocitos primarios sobre una matriz polimérica compuesta de quitosano, carboximetilceluosa y nanohidroxiapatita (BioQCH), y su posible rol en el proceso de angiogénesis. Materiales y métodos: Obtención de la matriz poliméricaSe realizó según una metodología previa: mezclando 0.5% de nanohidroxiapatita con un 1% p/v de kitosano en 0.25 P/v de ácido acético. Se goteo 1% p/v de carboxilmetilcelulosa bajo agitacion (150 rpm) y luego liofilizado a peso constante. Producción de glucosaminoglicanos (GAGs)Los condrocitos se cultivaron sobre la matriz (21 días) y se evaluó la producción de GAGs. Las células fijadas se tiñeron con azul alcian (pH 3,5; 12h), y el material teñido disuelto en DMSO se determinó a 570 nm. Marcadores moleculares de diferenciación condrogénicaSe aisló el ARN total de condrocitos cultivados por el método TRIZOL. La expresión de ARN de marcadores condrogénicos (colágeno tipo II -Col2-, aggrecan y SOX9) se analizó mediante RT-PCR semicuantitativa y se normalizaron utilizando β-actina como housekeeping, empleando el programa MBF_ImageJ con el plugin para geles. Resultados y discusión: Al evaluar el fenotipo de los condrocitos creciendo en el biomaterial o en la placa de cultivo de tejidos (C, empleada como control) en ambos casos encontramos que secretan niveles similares de GAGs. Al estudiar la expresión de los marcadores moleculares de condrocitos SOX9 y aggrecan, no encontramos diferencias significativas, mientras que col2a se expresó en mayor medida (p<0,01) en condrocitos creciendo sobre la membrana BioQCH. Mediante análisis de PCR, encontramos que los condrocitos que crecían en la matriz o en una placa de cultivo de tejidos expresaban dos factores angiogénicos, HIF1a y VEGF. De estos últimos, VEGF fue significativamente mayor en los condrocitos que crecieron en condiciones de control que en los que crecieron en el biomaterial. Conclusiones: La membrana BioQCH promueve la formación de cartílago mediante la secreción de GAGs y marcadores moleculares (SOX9, aggrecan y col2), pudiendo estimular el proceso de angiogénesis mediante la secreción de factores HIF1a y VEGF.