Gene-activated cryogels for cartilage repair

Resumo

O aumento da esperanza de vida asociado aos avances no campo da medicina provocou a prevalencia de enfermidades dexenerativas relacionadas co envellecemento. En concreto, a cartilaxe articular é un tecido cunha capacidade limitada de autorrepararse debido a súa natureza avascular e aneural. Por isto, a osteoartrite (OA) é a causa máis común de dor a longo prazo e discapacidade física nos países desenvolvidos. Non obstante, ningunha das opcións terapéuticas actuais é capaz de restaurar a cartilaxe hialina, derivando xeralmente na formación de fibrocartilaxe. Neste contexto, a terapia xénica xurdiu como unha alternativa prometedora para tratar as lesións da cartilaxe articular mediante a transferencia de xenes terapéuticos no lugar da lesión. Os vectores non virais son as ferramentas máis seguras para cumprir esta función, xa que evitan os principais inconvenientes dos transportadores virais, incluíndo o risco de inducir mutaxénese por inserción ou de desencadear unha resposta inmune no paciente. Non obstante, a existencia de barreiras extracelulares e intracelulares reduce a súa eficiencia en comparación cos seus homólogos virais. Cabe destacar que o deseño de matrices activadas por xenes (GAMs) pode axudar a superar estes inconvenientes proporcionando unha liberación controlada dos xenes candidatos no microambiente celular. Esta tese centrouse na produción dun crioxel activado por xenes (G-HACG ) baseada na combinación de vectores non virais, un crioxel de ácido hialurónico (HACG) con memoria de forma e unha fonte de células nai mesenquimais (MSCs). Os crioxeles desenvolvidos mostraron unha estrutura macroporosa que mimetizou a composición da matriz extracelular da cartilaxe, e unha alta biocompatibilidade que promoveu a proliferación celular. Producíronse varios sistemas non virais de liberación de xenes baseados en niosomas e optimizouse a súa composición para obter niveis de transfección elevados en MSCs, cunha reducida citotoxicidade. As mellores formulacións de niosomas probáronse como sistemas de transferencia dun plásmido que codifica para o factor de transcrición SOX9 (nioplexos) co fin de promover a condroxénese das MSCs. Os nioplexos seleccionados incorporáronse primeiro nos crioxeles e estudouse o seu perfil de liberación e a súa bioactividade. Por último, para producir as G-HACG incorporáronse as MSCs nos sistemas. Os resultados obtidos confirmaron a condroxénese efectiva das MSCs dentro dos G-HACG, mostrando unha expresión reducida de marcadores de fibrocartilaxe e hipertróficos. Unha tendencia similar observouse ao administrar as G-HACG nun modelo ex vivo de defecto condral, poñendo de manifesto o potencial dos sistemas desenvolvidos para restaurar a matriz extracelular da cartilaxe.