Secretoma de células-tronco mesenquimais dentárias: uma abordagem intrigante para neuroproteção e neurorregeneração Parte 4

3.3. Secretoma de células-tronco do ligamento periodontal

CM obtido de PDLSCs de pacientes com esclerose múltipla remitente-recorrente (EM-RR) mostrou efeitos anti-inflamatórios e antiapoptóticos em neurônios motores de camundongos NSC -34 estimulados com o meio de macrófagos RAW 264.7 tratados com LPS.

A Esclerose Múltipla (EM) é uma doença autoimune do sistema nervoso e sua prevalência aumenta a cada ano. Pode causar danos à função do cérebro e da medula espinhal, como dormência nos membros, fraqueza muscular, visão turva, etc. No entanto, estudos demonstraram que, por meio de autogestão ativa e treinamento de reabilitação, os pacientes com esclerose múltipla podem manter suas capacidades cognitivas e de memória. habilidades em muitas áreas.

Um dos medos mais comuns quando uma pessoa é diagnosticada com EM são os problemas cognitivos e de memória. Embora este seja um dos riscos dos pacientes com esclerose múltipla, nem todos os pacientes enfrentarão esse problema na vida real. A maioria dos pacientes com esclerose múltipla consegue manter um certo nível de habilidades cognitivas e de memória, e existem maneiras de fortalecer suas habilidades cerebrais.

Um estudo mostrou que pacientes com esclerose múltipla podem melhorar a memória através de exercícios mentais e cognitivos regulares. Ao fornecer aos pacientes com esclerose múltipla cursos de experiências práticas, jogos e exercícios de habilidades para a vida, os pesquisadores descobriram que esses exercícios podem efetivamente melhorar a memória dos pacientes com esclerose múltipla. Esses programas de exercícios incluem testes de memória visual e auditiva, problemas matemáticos, jogos de resolução de quebra-cabeças, testes de tempo de reação, etc.

Além disso, os pacientes com EM também podem participar de outras formas de treinamento de reabilitação, como o Programa Promocional de Reabilitação (PRP) e a terapia do movimento cerebral. Estas sessões podem ajudar os pacientes a reduzir a espasticidade e fragilidade muscular, melhorar o equilíbrio e as habilidades motoras e aumentar a independência e o conforto na vida diária. Este treinamento de reabilitação promove a cura física e mental por meio de vários métodos, como biofeedback, ioga, massagem e fisioterapia.

Finalmente, as pessoas com EM também podem optar por adotar algumas práticas de estilo de vida para manter a função cerebral saudável. Isso inclui dormir o suficiente, evitar o estresse, seguir uma dieta balanceada, praticar exercícios moderados e manter uma boa vida social. Estas medidas podem ajudar as pessoas com EM a aliviar o stress e a fadiga, melhorar a imunidade e proteger ainda mais o corpo e a mente.

Em resumo, as pessoas com EM podem melhorar a função cerebral e a memória através de tratamento ativo e contínuo, treino de reabilitação e um bom estilo de vida. Embora viver com EM possa ser um desafio, tomando as medidas certas, todos podem superar esta condição e continuar a desfrutar das diversas coisas boas que a vida tem para oferecer. Percebe-se que precisamos melhorar a memória, e o Cistanche pode melhorar significativamente a memória porque o Cistanche também pode regular o equilíbrio dos neurotransmissores, como aumentar os níveis de acetilcolina e fatores de crescimento, que são muito importantes para a memória e o aprendizado. Além disso, a Cistanche deserticola pode melhorar o fluxo sanguíneo e promover o fornecimento de oxigênio, o que pode garantir que o cérebro obtenha nutrição e energia adequadas, melhorando assim a vitalidade e a resistência do cérebro.

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De facto, o tratamento com CM reduziu os níveis de TLR4 e NF-κB, juntamente com citocinas pró-inflamatórias. Pelo contrário, a IL-10 aumentou em associação com marcadores neuroprotetores como nestina, neurofilamento 70, NGF e GAP43. Curiosamente, os efeitos neuroprotetores dos EVs talvez sejam devidos ao seu conteúdo em IL-10 e TGF- [93].

Os efeitos dos PDLSCs-CM obtidos de doadores saudáveis ​​e pacientes com EM-RR também foram avaliados em THP diferenciado com forbol-12-miristato-13-acetato (PMA)-1, usado como modelo de microglia, e em células MO3.13 indiferenciadas e diferenciadas, utilizadas como modelos de células progenitoras e oligodendrócitos, respectivamente, tratadas com LPS de Porphyromonas gingivalis.

O tratamento com ambos os CMs reduziu o aumento induzido por LPS nos níveis de TNF, IL-1 e IL-6e reduziu TLR-4 em células THP-1 [94].PDLSCs- CM e EXOs/MVs purificados (PDLSCs-EMVs) obtidos de pacientes com EM-RR e doadores saudáveis ​​exerceram efeitos protetores em camundongos EAE.

Em particular, os PDLSCs-CM e os PDLSCs-EMVs melhoraram os escores da doença, restaurando a integridade dos tecidos e a remielinização na medula espinhal. Os PDLSCs-CM e os PDLSCs-EMVs exerceram efeitos antiinflamatórios tanto na medula espinhal quanto no baço, conforme demonstrado pela redução de citocinas pró-inflamatórias e pela indução de IL-10.

Paralelamente, a apoptose também foi inibida. O efeito antiinflamatório do CM ou EMVs pode ser devido à presença das citocinas imunomoduladorasIL-10 e TGF- [95].

Além disso, PDLSCs-CM e EMVs obtidos de pacientes com EM-RR inibiram a ativação do inflamassoma NALP3 e reduziram os níveis de TLR -4 e NF-κB em ratos EA. Os fatores imunomoduladores IL-10, TGF- e SDF-1 incluídos no CM podem ser responsáveis ​​pelo papel imunossupressor dos PDLSCs-CM e EMVs na EAE (96).

Curiosamente, o CM obtido de PDLSCs cultivados sob condições hipóxicas foi eficaz na melhoria dos escores clínicos e histológicos da doença em camundongos EAE. Em particular, este tratamento reduziu a infiltração de células inflamatórias e aumentou a remielinização na medula espinhal.

Em particular, a administração hipóxica de CM aumentou a citocina antiinflamatória IL-37 em associação com a redução de citocinas pró-inflamatórias. Além disso, o estresse oxidativo e a apoptose também foram inibidos, enquanto o BDNF aumentou.

O tratamento com CM também foi capaz de regular a autofagia através da ativação da via PI3K/Akt/mTOR. Além disso, em neurônios motores NSC -34 expostos a lesões por arranhões in vitro, a hipóxia CM foi capaz de modular a inflamação, o estresse oxidativo e a apoptose.

Curiosamente, a hipóxia CM continha NT-3, IL-10 e TGF- que podem explicar seus efeitos neuroprotetores [97]. Uma visão geral dos estudos apresentados neste parágrafo está disponível na Tabela 4.

CM, meio condicionado; EAE, encefalomielite autoimune experimental; EMVs, EXOs/MVs; EXOs, exossomos; IL, interleucina; MCP, Proteína Quimioatraente de Monócitos; MIP, Proteína Inflamatória de Macrófagos; VMs, microvesículas; NF-κB, intensificador da cadeia leve kappa do fator nuclear de células B ativadas; NT, neurotrofina; PMA, Forbol 12-miristato 13-acetato; PDLSCs, células-tronco do ligamento periodontal; EM-RR, esclerose múltipla remitente-recorrente; SDF-1 , fator 1 derivado de células estromais; TGF, fator transformador de crescimento; TLR, receptor Toll-like; TNF, Fator de Necrose Tumoral; ↑, aumento/melhorias; ↓, redução.

3.4. Outros MSCs derivados de odontologia

Os efeitos neuroprotetores do CM obtidos por GMSCs foram avaliados em células NSC semelhantes a neurônios motores murinos mecanicamente lesionadas. O tratamento com CM reduziu a apoptose induzida pela lesão por arranhões e o estresse oxidativo.

Além disso, o CM reduziu o TNF- enquanto aumentou os níveis da citocina antiinflamatória IL-10. Curiosamente, o tratamento com CM regulou positivamente o BDNF e o NT-3. Foi demonstrado que o CM contém NGF, NT-3, IL-10 e TGF-, o que pode explicar os efeitos neuroprotetores [98].

 EVs de GMSCs foram testados para regeneração de nervos periféricos em um modelo de rato com nervo ciático lesionado por esmagamento. In vivo, o transplante de Gelfoam incorporado com EVs derivados de GMSC no local da lesão por esmagamento induziu recuperação funcional e regeneração axonal de forma semelhante em comparação com o transplante direto de GMSCs.

Em particular, os EVs promoveram a proliferação e migração de células de Schwann e regularam positivamente as expressões proteicas dos genes c-JUN, Notch1, GFAP e SOX2 associadas à desdiferenciação ou reparo do fenótipo de células de Schwann.

Também in vitro, os EVs promoveram a expressão de genes de diferenciação/reparo de células de Schwann (99). Um efeito positivo na proliferação de células de Schwann também foi relatado para EXOs de GMSCs, que também promoveram o crescimento do axônio DRG in vitro.

Além disso, foram avaliados os efeitos dos EXOs de GMSCs combinados com condutos de quitina biodegradáveis ​​na regeneração nervosa periférica. In vivo, em um modelo de defeito do nervo ciático de rato, o conduto de quitina combinado com EXOs aumentou o número e o diâmetro das fibras nervosas e promoveu a formação de mielina.

Paralelamente, a condução nervosa também melhorou. Além disso, a função muscular e a função motora foram melhoradas [100]. CM de SCAPs, DPSCs e PDLSCs foram testados para avaliar sua capacidade de induzir o crescimento de neuritos.

Com este objetivo, células diferenciadas de neuroblastoma SH-SY5Y foram incubadas com os diferentes CM. O CM mostrou ser capaz de aumentar a porcentagem de células produtoras de neurites e o comprimento total de crescimento de neurites.

Curiosamente, o comprimento da neurite mais longa por neurônio aumentou de maneira significativa apenas com SCAPCM, e a neutralização do BDNF secretado inibiu o crescimento de neurites, indicando sua importância nesse processo (101).

CM liberado de SCAPs também mostrou um maior efeito indutivo neurogênico em DPSCs em comparação com BMSCs-CM. De fato, quando DPSCs foram cultivadas no meio para crescimento de células-tronco neurais, os níveis de marcadores neurogênicos aumentaram com a adição de SCAPs-CM.

Pelo contrário, a expressão do marcador neuronal foi reduzida, enquanto a do marcador neurotrófico aumentou quando BMSCs-CM foi adicionado. A proliferação celular não foi influenciada pelos SCAPs-CM [102].

As células-tronco da mucosa oral (OMSCs) foram diferenciadas em células apresentando uma morfologia semelhante à dos astrócitos e expressaram marcadores astrocitários característicos.

O CM obtido por OMSCs diferenciados aumentou a viabilidade celular de neurônios motores cultivados em condições hipóxicas ou expostos ao peróxido de hidrogênio in vitro [103]. Uma visão geral dos estudos apresentados neste parágrafo está disponível na Tabela 5.

4. Tradução da aplicação Secretome dos modelos pré-clínicos para uso clínico

A aplicação do secretoma para terapia livre de células pode apresentar algumas vantagens em comparação ao uso de MSCs.

As principais vantagens do uso do secretoma em vez da terapia com células-tronco são representadas pela baixa imunogenicidade e pela facilidade de produção, manuseio e armazenamento do secretoma (104). Então, esta terapia pode superar os riscos associados à terapia celular, como tumorgenicidade, antigenicidade, rejeição do hospedeiro e infecções.

O manuseio do secretoma pode ser mais fácil em comparação com as células, uma vez que pode ser concentrado e congelado e não requer armazenamento de nitrogênio líquido e instalações de cultura celular, tornando sua transferência também mais fácil [105,106].

Além disso, a produção de secretoma é mais econômica e a produção em massa sob condições laboratoriais controladas também é possível [107]. No entanto, o período de sobrevivência das CTM após o transplante não é claro, visto que alguns dados parecem indicar uma sobrevivência limitada [23].

Assim, estratégias terapêuticas baseadas na aplicação do secretoma poderiam ser úteis na medicina regenerativa, com base no seu conteúdo em moléculas bioativas, incluindo proteínas e mRNAs, mas também em RNA não codificante, que podem ser úteis para induzir mecanismos de reparo nos tecidos lesionados.

Contudo, antes da tradução para aplicações clínicas, vários pontos precisam ser esclarecidos. Em particular, é necessário definir melhor a composição do secretoma, dosagem, frequência e via de administração.

Nesse sentido, também é necessário desenvolver protocolos de fabricação padronizados com boas práticas de fabricação para o desenvolvimento de novos produtos farmacêuticos baseados em produtos livres de células [105].

Com efeito, para aplicações na prática clínica, o secretoma deve ser apresentado numa formulação padronizada e de fácil manuseio. O secretoma de fato pode apresentar variações baseadas nos sujeitos, células e tecidos de origem [30].

Por esse motivo, para padronizar a produção do secretoma é necessário definir meio de cultura e suplementos, duração da cultura e condições de cultura [106].

Nesse contexto, estudos de big data que avaliem perfis de proteoma, transcriptoma e RNA não codificante podem auxiliar na caracterização do secretoma. Uma lista de estudos que analisam o transcriptoma, o RNA não codificante e o perfil do proteoma está disponível na Tabela 6.

No entanto, a entrega do secretoma também precisa abordar a preocupação da rápida difusão e eliminação do secretoma do local de reparo tecidual. Além disso, a estabilidade do secretoma e a estabilidade dos seus fatores de crescimento e miRNAs precisam ser mantidas em condições fisiológicas durante todo o período de entrega.

Neste contexto, diferentes biomateriais foram desenvolvidos e otimizados para melhorar a eficiência de entrega do secretoma das MSCs, com as vantagens de uma duração de liberação prolongada, proteção contra degradação e maior capacidade terapêutica [108].

Outra opção para melhorar a estabilidade duradoura das formulações é um processo de liofilização, que é utilizado para diferentes produtos biológicos [109,110].

5. Conclusões

Foi demonstrado que as MSCs dentárias, dada a sua origem na crista neural, possuem um potencial neuro regenerativo proeminente. O secretoma dentário derivado de MSC também mostra as mesmas propriedades neuroprotetoras e neurorregenerativas aprimoradas.

Tanto CM quanto EVs contêm neurotrofinas e moléculas com ação neuroprotetora, mesmo em níveis mais elevados em comparação com outras MSCs. Os estudos avaliados nesta revisão destacaram que tanto CM quanto EVs estimularam o crescimento de neuritos e mostraram efeitos neuroprotetores em modelos pré-clínicos de doenças neurológicas e danos neuronais.

Em particular, os secretomas de DPSCs e SHEDs foram os mais estudados, mas diferentes estudos também destacaram os efeitos neuroprotetores dos secretomas de PDLSC e GMSC.

Curiosamente, alguns estudos também sugeriram a superioridade do secretoma obtido de MSCs dentárias em comparação com outras fontes de MSC, como BMSCs e AMSCs, para neuroproteção.

Concluindo, o secretoma derivado de CTM dentárias parece promissor para sua aplicação no campo neurodegenerativo e pode ser útil no desenvolvimento de novos tratamentos neuroprotetores.

Contribuições dos Autores: Conceituação, EM; elaboração do rascunho original, AG; redação-revisão e edição, EM Todos os autores leram e concordaram com a versão publicada do manuscrito.

Financiamento: Este estudo foi apoiado pelo Current Research Funds 2021, Ministério da Saúde, Itália.

Declaração do Conselho de Revisão Institucional: Não aplicável.

Termo de Consentimento Livre e Esclarecido: Não aplicável.

Conflitos de interesse: Os autores declaram não haver conflito de interesses. O financiador não teve nenhum papel na concepção do estudo; na coleta, análise ou interpretação de dados; na redação do manuscrito ou na decisão de publicação dos resultados.

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