Resveratrol Alleviates Osteoporosis by Promoting Osteogenic Differentiation of Bone Marrow Mesenchymal Stem Cells via SITR1/PI3K/AKT Pathway / El Resveratrol Alivia la Osteoporosis al Promover la Diferenciación Osteogénica de las Células Madre Mesenquimales de la Médula Ósea a Través de la Vía SITR1/PI3K/AKT

SUMMARY: Senile osteoporosis is mainly caused by reduced osteoblast differentiation and has become the leading cause of fractures in the elderly worldwide. Natural organics are emerging as a potential option for the prevention and treatment of osteoporosis. This study was designed to study the effect of resveratrol on osteogenic differentiation of bone marrow mesenchymal stem cells (BMSCs) in osteoporosis mice. A mouse model of osteoporosis was established by subcutaneous injection of dexamethasone and treated with resveratrol administered by gavage. In vivo and in vitro, we used western blot to detect protein expression, and evaluated osteogenic differentiation of BMSCs by detecting the expression of osteogenic differentiation related proteins, calcium deposition, ALP activity and osteocalcin content. Resveratrol treatment significantly increased the body weight of mice, the level of serum Ca2+, 25(OH)D and osteocalcin, ration of bone weight, bone volume/total volume, trabecular thickness, trabecular number, trabecular spacing and cortical thickness in osteoporosis mice. In BMSCs of osteoporosis mice, resveratrol treatment significantly increased the expression of Runx2, osterix (OSX) and osteocalcin (OCN) protein, the level of calcium deposition, ALP activity and osteocalcin content. In addition, resveratrol treatment also significantly increased the expression of SIRT1, p-PI3K / PI3K and p-AKT / AKT in BMSCs of osteoporosis mice. In vitro, resveratrol increased the expression of SIRT1, p-PI3K / PI3K and p-AKT / AKT, Runx2, OSX and OCN protein, the level of calcium deposition, ALP activity and osteocalcin content in BMSCs in a concentration-dependent manner, while SIRT1 knockdown significantly reversed the effect of resveratrol. Resveratrol can attenuate osteoporosis by promoting osteogenic differentiation of bone marrow mesenchymal stem cells, and the mechanism may be related to the regulation of SIRT1/PI3K/AKT pathway.

La osteoporosis senil es causada principalmente por una diferenciación reducida de osteoblastos y se ha convertido en la principal causa de fracturas en las personas mayores en todo el mundo. Los productos orgánicos naturales están surgiendo como una opción potencial para la prevención y el tratamiento de la osteoporosis. Este estudio fue diseñado para estudiar el efecto del resveratrol en la diferenciación osteogénica de las células madre mesenquimales de la médula ósea (BMSC) en ratones con osteoporosis. Se estableció un modelo de osteoporosis en ratones mediante inyección subcutánea de dexametasona y se trató con resveratrol administrado por sonda. In vivo e in vitro, utilizamos Western blot para detectar la expresión de proteínas y evaluamos la diferenciación osteogénica de BMSC detectando la expresión de proteínas relacionadas con la diferenciación osteogénica, la deposición de calcio, la actividad de ALP y el contenido de osteocalcina. El tratamiento con resveratrol aumentó significativamente el peso corporal de los ratones, el nivel sérico de Ca2+, 25(OH)D y osteocalcina, la proporción de peso óseo, el volumen óseo/ volumen total, el espesor trabecular, el número trabecular, el espaciado trabecular y el espesor cortical en ratones con osteoporosis. En BMSC de ratones con osteoporosis, el tratamiento con resveratrol aumentó significativamente la expresión de las proteínas Runx2, osterix (OSX) y osteocalcina (OCN), el nivel de deposición de calcio, la actividad de ALP y el contenido de osteocalcina. Además, el tratamiento con resveratrol también aumentó significativamente la expresión de SIRT1, p-PI3K/PI3K y p-AKT/AKT en BMSC de ratones con osteoporosis. In vitro, el resveratrol aumentó la expresión de las proteínas SIRT1, p-PI3K/PI3K y p- AKT/AKT, Runx2, OSX y OCN, el nivel de deposición de calcio, la actividad de ALP y el contenido de osteocalcina en BMSC de manera dependiente de la concentración, mientras que La caída de SIRT1 revirtió significativamente el efecto del resveratrol. El resveratrol puede atenuar la osteoporosis al promover la diferenciación osteogénica de las células madre mesenquimales de la médula ósea, y el mecanismo puede estar relacionado con la regulación de la vía SIRT1/PI3K/AKT.

[Translated article] Efficacy of transplantation of lipoaspired mesenchymal stem cells in the treatment of chronic rotator cuff tears. Experimental model in rats.

BACKGROUND AND AIM: Rotator cuff tears emerge in approximately 30% of the population over 60 years of age. Arthroscopic surgical treatment of these lesions is the treatment of choice, however, despite the improved repair techniques, the rate of re-tears ranges between 11 and 94%. Therefore, researchers seek to improve the biological healing process through the use of different alternatives such as mesenchymal stem cells (MSCs). Our objective is to evaluate the efficacy of a cellular therapy drug made from allogeneic stem cells derived from adipose tissue in a rat model of chronic rotator cuff injury. MATERIAL AND METHODS: The supraspinatus lesion was created in 48 rats for subsequent suturing at 4 weeks. MSCs in suspension were added to 24 animals after suturing, and HypoThermosol-FRS® (HTS) to 24 animals as a control group. Histology (Åström and Rausing scale) and the maximum load, displacement and elastic constant of the supraspinatus tendon were analysed in both groups 4 months after the repair. RESULTS: No statistically significant differences were found in the histological score comparing the tendons treated with MSCs with respect to the tendons treated with HTS (P=0.811) nor in the results of maximum load (P=0.770), displacement (P=0.852) or elastic constant (P=0.669) of the tendon in both groups. CONCLUSIONS: The addition of adipose-derived cells in suspension to the repair of a chronic cuff injury does not improve the histology or biomechanics of the sutured tendon.

Efficacy of transplantation of lipoaspired mesenchymal stem cells in the treatment of chronic rotator cuff tears. Experimental model in rats. / Eficacia del trasplante de células madre mesenquimales de lipoaspirado en el tratamiento de lesiones crónicas del manguito rotador. Modelo experimental en ratas.

BACKGROUND AND AIM: Rotator cuff tears emerge in approximately 30% of the population over 60 years of age. Arthroscopic surgical treatment of these lesions is the treatment of choice, however, despite the improved repair techniques, the rate of re-tears ranges between 11 and 94%. Therefore, researchers seek to improve the biological healing process through the use of different alternatives such as mesenchymal stem cells (MSCs). Our objective is to evaluate the efficacy of a Cellular Therapy Drug made from allogeneic stem cells derived from adipose tissue in a rat model of chronic rotator cuff injury. MATERIAL AND METHODS: The supraspinatus lesion was created in 48 rats for subsequent suturing at 4 weeks. MSCs in suspension were added to 24 animals after suturing, and HypoThermosol-FRS® (HTS) to 24 animals as a control group. Histology (Åström and Rausing scale) and the maximum load, displacement and elastic constant of the supraspinatus tendon were analyzed in both groups 4 months after the repair. RESULTS: No statistically significant differences were found in the histological score comparing the tendons treated with MSCs with respect to the tendons treated with HTS (P=.811) nor in the results of maximum load (P=.770), displacement (P=.852) or elastic constant (P=.669) of the tendon in both groups. CONCLUSIONS: The addition of adipose-derived cells in suspension to the repair of a chronic cuff injury does not improve the histology or biomechanics of the sutured tendon.

New era of mesenchymal stem cell-based medicine: basis, challenges and prospects.

Stem cells of mesenchymal origin (MSC) arouse special interest due to their regenerative, anti-inflammatory, anti-apoptotic, anti-oxidative stress, antitumor or antimicrobial properties. However, its implementation in the clinic runs into drawbacks of cell therapy (immunological incompatibility, tumor formation, possible transmission of infections, entry into cellular senescence, difficult evaluation of safety, dose and potency; complex storage conditions, high economic cost or impractical clinical use). Considering that the positive effects of MSC are due, to a large extent, to the paracrine effects mediated by the set of substances they secrete (growth factors, cytokines, chemokines or microvesicles), the in vitro obtaining of these biological products makes possible a medicine cell-free regenerative therapy without the drawbacks of cell therapy. However, this new therapeutic innovation implies challenges, such as the recognition of the biological heterogeneity of MSC and the optimization and standardization of their secretome.

Terapia celular en enfermedades neurodegenerativas: una opción de tratamiento innovadora / Cell Therapy in Neurodegenerative Diseases: An Innovative Treatment Option

Introducción. Las enfermedades neurodegenerativas se caracterizan por la degeneración y pérdida de células nerviosas que conllevan trastornos de disfunción cognitiva y sensoriomotora, enfermedades tales como la esclerosis múltiple (EM) y la enfermedad de Párkinson (EP) entre otras. Recientemente, se ha reportado sobre resultados prometedores de la terapia celular con Células Madre Mesenquimales, células con la capacidad de diferenciarse en células del tejido nervioso, en el tratamiento de enfermedades neurodegenerativas. Objetivo. Evidenciar la utilidad de las células madre mesenquimales de médula ósea en el tratamiento de la esclerosis múltiple y enfermedad de Párkinson, como una posibilidad terapéutica en los tratamientos convencionales no favorables. Material y métodos. Estudio longitudinal prospectivo que consideró pacientes con EM (n=2) y EP (n=2), quienes como tratamiento coadyuvante recibieron células madre mesenquimales de médula ósea mediante método de trasplante autólogo. Resultados. Los pacientes recibieron entre 1 a 3 sesiones de reinfusión de células madre mesenquimales, cuyos seguimientos y evaluaciones periódicas reflejaron respuestas beneficiosas. Se observó mejoras representativas en las respectivas puntuaciones EDSS y UPDRS, así como, en la calidad de vida de los pacientes. Conclusiones . La terapia celular con células madre mesenquimales de médula ósea constituye una posibilidad terapéutica factible para las enfermedades neurodegenerativas como la EM y EP.

Introduction. Neurodegenerative disorders are characterized by a degeneration and loss of nerve cells leading to cognitive and sensorimotor dysfunction disorders, such as multiple sclerosis (MS) and Parkinson's disease (PD) among others. Recently, it has been reported promising results of cell therapy employing Mesenchymal Stem Cells, cells with the ability to differentiate into nervous tissue cells, in the treatment of neurological diseases. Objective. To expose the utility of bone marrow mesenchymal stem cells in the treatment of multiple sclerosis and Parkinson's disease, as a therapeutic option in unfavorable treatment outcomes. Material and methods. Prospective longitudinal study that included MS (n=2) and PD (n=2) patients, who received autologous transplantation of bone marrow mesenchymal stem cells as adjuvant treatment. Results. Patients received autologous MSC therapy from 1 to 3 reinfusions, follow-up and regular evaluations reflected beneficial responses. Representative improvements concerning patients' respectively EDSS or UPDRS scores, as well as in their quality of life were observed. Conclusions. Mesenchymal stem cells therapy constitutes a feasible therapeutic option for neurodegenerative disorders such as MS and PD.

Implication of stem cells from adipose tissue in wound healing in obese and cancer patients.

OBJECTIVE: Certain diseases such as obesity and cancer can cause impaired wound healing. Adipose tissue derived stem cells (ASCs) are a novel field of research. Many studies have evidenced their high degree of safety and potential for wound repair due to their immunomodulatory and tissue-regeneration properties. The purpose of this study is to determine the impact of obesity and cancer on the therapeutic potential of ASCs. MATERIALS AND METHODS: We isolated and characterized the phenotype, differentiation capacities, secretome, and in vitro migration capacities of ASCs. Furthermore, we analyze their capacity of in vitro migration associated with the plasma of the different patients. RESULTS: We observed that ASCs isolated from obese and cancer patients have the same phenotype, cell proliferation, and migration capacities as ASCs derived from healthy donors. However, they do not have the same differentiation potential and exhibit distinct profiles of both pro-inflammatory and regulatory secreted cytokines, which, together with the signals received from the bloodstream, could account for the impaired healing in patients with these diseases. CONCLUSIONS: We consider the ASCs from patients with either obesity or cancer are slightly altered, and this may be the cause of worse wound healing in these patients.

OBJETIVO: Enfermedades como la obesidad y el cáncer pueden alterar la cicatrización de las heridas. Las células madre derivadas del tejido adiposo (ASC) abren un nuevo campo de investigación ya que muchos estudios han demostrado su utilidad y alto grado de seguridad para la reparación de heridas debido a sus propiedades inmunomoduladoras y de regeneración tisular. El propósito de este estudio es determinar el impacto de la obesidad y el cáncer en el potencial terapéutico de las ASCs. MATERIAL Y MÉTODOS: Aislamos y caracterizamos el fenotipo, la capacidad de diferenciación, el secretoma y la capacidad de migración in vitro de las ASC. Asimismo, analizamos la capacidad de migración in vitro asociada al plasma de los diferentes pacientes. RESULTADOS: Observamos que las ASC aisladas de pacientes obesos y con cáncer tienen el mismo fenotipo, proliferación celular y capacidades de migración que las ASCaisladas de donantes sanos. Sin embargo, no tienen el mismo potencial de diferenciación y exhiben perfiles distintos de citoquinas secretadas tanto proinflamatorias como reguladoras. CONCLUSIONES: Consideramos que las ASC de pacientes con obesidad o cáncer están levemente alteradas. Esta puede ser la causa de una peor cicatrización de las heridas en este tipo de pacientes.

Terapia celular en quemadura de segundo grado profundo: reporte de caso clínico / Cell therapy in deep second-degree burn wound: clinical case report

Se reporta el caso de un paciente pediátrico con quemaduras de segundo grado profundo en muslo derecho, con superficie corporal quemada del 8% por agua caliente, que recibió terapia celular como estrategia terapeútica alternativa. Tras procedimiento terapeútico con injertos de piel, se evidenció remanente una úlcera secundaria a quemadura (7 x 4 cm); por lo que, se procedió a valoración para terapia con células madres mesenquimales autólogas procedentes de médula ósea. Se realizó 8 sesiones de sembrado de células madre. La respuesta y evolución fueron favorables, la regeneración de tejidos se dio desde la profundidad hacia la superficie y desde el lateral a medial de la úlcera. Se evidenció revascularización y posterior epitelización de la zona afectada, sin secuelas de cicatrización.

Case report of a pediatric patient with deep second degree burn wounds on the right thigh, body surface area burnt 8% due to boiling water, who received cell therapy as an alternative therapeutic strategy. After a therapeutic procedure with skin grafts, a remaining burn wound (7 x 4 cm) was evidenced; consequently, an assessment for therapy using autologous mesenchymal stem cells derived from bone marrow was made. It was performed 8 sessions of somatic stem cells seeding. Results were favorable, tissue regeneration occurred from the depth to the surface, and from the lateral to medial side of the burn wound. Revascularization and subsequent epithelialization in the affected area were evidenced, without scarring repercussion.

Alcance de las células madre derivadas de tejido adiposo / Scope of stem cells derived from adipose tissue

Introducción: En el tejido adiposo se han identificado células madre mesenquimales con capacidad autorrenovadora y multipotencial. Mediante digestión enzimática y centrifugado del lipoaspirado se libera una población heterogénea de células denominada fracción vascular estromal, con innumerables potencialidades terapéuticas en el campo de la medicina regenerativa. Objetivo: Actualizar el alcance de las células madre derivadas de tejido adiposo en la terapia regenerativa. Método: Se revisaron 38 artículos entre los años 2000 y 2019 en las bases de datos Scielo, ScienceDirect, Medline y Pubmed. Desarrollo: Las células de la fracción vascular estromal se caracterizan por su capacidad de generar tejido adiposo y vasos sanguíneos, y por la producción de factores de crecimiento que ayudan en la supervivencia de los adipocitos y la formación de una red vascular. El principal mecanismo de acción de las células madre derivadas de tejido adiposo parece deberse a su acción paracrina y a la sinergia con células endoteliales. En el campo de la medicina regenerativa se han utilizado en el tratamiento de cicatrices patológicas y de fibrosis deformantes con impotencia funcional, en las reconstrucciones de secuelas por cáncer y en el cierre precoz de zonas cruentas. Conclusiones: La lipotransferencia es un procedimiento con un mínimo de complicaciones que constituye una de las opciones terapéuticas más empleadas para corregir defectos en los tejidos, debido a que no solo es un medio de relleno, sino que también permite la regeneración y restauración tisular. La presencia de células madre en el tejido adiposo, unido a su accesibilidad, disponibilidad e histocompatibilidad, ha motivado su aplicación cada vez más expandida en la medicina estética, reconstructiva y regenerativa(AU)

Introduction: Mesenchymal stem cells with self-renewing and multipotential capacity have been identified in adipose tissue. By means of enzymatic digestion and centrifugation of the lipoaspirate a heterogeneous population of cells called vascular stromal fraction is released. It has innumerable therapeutic potentialities in the field of regenerative medicine. Objective: To update the scope of stem cells derived from adipose tissue in regenerative therapy. Method: 38 articles published between 2000 and 2019 in the Scielo, ScienceDirect, Medline and Pubmed databases were reviewed. Development: The cells of the vascular stromal fraction are characterized by generating adipose tissue and blood vessels and by the production of growth factors that help in the survival of adipocytes and the formation of a vascular network. The main mechanism of action of stem cells derived from adipose tissue appears to be due to their paracrine action and synergy with endothelial cells. Stem cells derived from adipose tissue have been used in regenerative medicine for the treatment of pathological scars and deforming fibrosis with functional impotence, in the reconstruction of cancer sequelae and in the early closure of bloody areas. Conclusions: Lipotransfer is a procedure with a minimum of complications that constitutes one of the most widely used therapeutic options to correct tissue defects, since it is not only a filling medium, but also allows tissue regeneration and restoration. The presence of stem cells in adipose tissue, together with their accessibility, availability and histocompatibility, has motivated their increasingly widespread application in aesthetic, reconstructive and regenerative medicine(AU)

Implant of mesenchymal cells decreases acute cellular rejection in small bowel transplantation.

OBJECTIVE: The objective of the study was to show adipose tissue-derived mesenchymal stem cells (AD-MSCs) immunomodulatory effects in small bowel transplantation (SBTx). MATERIALS AND METHODS: Forty Wistar Han rats (age: 10-12 weeks): were allogenic receptor rats and were allotted in 2 groups. Control group: rats undergoing orthopic SBTx ; AD-MSCs group: rats undergoing orthotopic SBTx plus AD-MSCs. Male Lewis rats were allogeneic small bowel donors. Rejection was confirmed by histological study of the explanted intestine, enterocyte apoptosis was determined in crypts and the lamina propria of the small bowel. Cytokine concentration levels (enzyme-linked immunosorbent assay) (interleukin [IL]-4, IL-10, IL-12, IL-17, IL-21, IL-23, tumor necrosis factor-alpha, and transforming growth factor [TGF]-b1) and cell percentages (flow cytometry) (CD3+ CD4+, CD8+, CD4+/25+, CD8+/25+, CD4+/25+/Foxp3+, and CD8+/25+/Foxp3+) were assessed in peripheral blood preoperatively and after death. RESULTS: Treatment with AD-MSCs produced a significantly lower risk of rejection in the first 7 post-operative days (five rejection cases among 20 rats in the control group and only one case in the AD-MSCs group). Treg cells and TGFb1 levels showed a significant increase in the AD-MSCs group. CONCLUSIONS: The local implantation of AD-MSC in the anastomosis and the intestinal lumen can induce a regulatory immune response, by increasing the percentages of Treg cells and TGb-1 levels, leading to a lower risk of acute rejection by cell mediation, in the first 7 days of the intestinal transplant. We think that the implantation of AD-MSCs, in the anastomoses and in the lumen of the donor intestine, could give rise to a chimera of donor-recipient cells.

OBJETIVO: Mostrar el efecto inmunomodulador de las células madre mesenquimales (AD-MSCs) en el trasplante de intestino delgado (SBTx). MÉTODO: 40 ratas Wistar Han (edad: 10-12 semanas): grupo control (SBTx) y grupo AD-MSCs (SBTx + AD-MSCs implantadas en las anastomosis distal y proximal del intestino delgado y en la luz intestinal). El intestino delgado provino de ratas Lewis. El rechazo se confirmó histológicamente. Se estudió la apoptosis de los enterocitos en las criptas y en la lámina propia del intestino delgado. Se determinaron por ELISA las citocinas (IL-4, IL-10, IL-12, IL-17, IL-21, IL-23, TNF-α, TGF-b1) en sangre periférica y por citometría de flujo los porcentajes celulares (CD3+ CD4+, CD8+, CD4+/25+, CD8+/25+, CD4+/25+/Foxp3+, CD8+/25+/Foxp3+) en el preoperatorio y después de la muerte. RESULTADOS: El empleo de AD-MSCs se asoció a una disminución significativa del riesgo de rechazo en los primeros 7 días posoperatorios (cinco casos de rechazo de 20 ratas en el grupo control y un solo caso en el grupo AD-MSCs). Las células Treg y los valores de TGFb1 mostraron un incremento significativo en el grupo AD-MSCs. CONCLUSIONES: El implante local de AD-MSCs en las anastomosis del trasplante de intestino delgado podría disminuir el rechazo celular agudo. Pensamos que la implantación de AD-MSCs, en las anastomosis y en el lumen del intestino donante, podría dar lugar a un quimera de células donante-receptor.

Equine yolk sac: a stem cells source / Saco vitelino equino: una fuente de células madre

SUMMARY: Mesenchymal stem cells are characterized by in vitro high proliferation and multilineage potential maintenance. This study aimed to isolate and characterize equine YS mesenchymal stem cells and compare these with amniotic membranes. The yolk sac (YS) and amniotic membranes (AM) were obtained from 20 pregnant mares with gestational age around 30 days. Cells were cultured in α-MEM supplemented with 15 % FBS, 1 % antibiotic solution, 1 % L-glutamine and 1 % nonessential amino acids. To cell characterization we used cytogenetic analysis, fibroblast colony-forming unit assays, cell growth curves, immunophenotyping, flow cytometry, differentiation assays and teratoma formation. Results: Both cell sources presented fibroblastoid and epithelioid-like format. The YS cells have lower colony formation potential then AM ones, 3 versus 8 colonies per 103 plated cells. However, YS cells grew progressively while AM cells showed steady. Both, the YS and amnion cells immunolabeled for Oct-4, Nanog, SSEA-3, cytokeratin 18, PCNA, and vimentin. In addition, presented mesenchymal, hematopoietic, endothelial and pluripotency markers in flow cytometry. Discussion: Both cell sources presented high plasticity and differed into osteogenic, adipogenic, and chondrogenic lineages, and no tumor formation in nude mice was observed. The results suggest that horse YS may be useful for cell therapy such as amnion-derived cells.

RESUMEN: Las células madre mesenquimales se caracterizan por una alta proliferación in vitro y un mantenimiento potencial de múltiples líneas. Este estudio tuvo como objetivo aislar y caracterizar las células madre mesenquimales del saco vitelino equinas y compararlas con las membranas amnióticas. Se obtuvo el saco vitelino (SV) y las membranas amnióticas (MA) de 20 yeguas preñadas con edad gestacional de aproximadamente 30 días. Las células se cultivaron en α -MEM suplementado con 15 % de FBS, 1 % de solución antibiótica, 1 % de L-glutamina y 1 % de aminoácidos no esenciales. Para la caracterización celular utilizamos análisis citogenéticos, ensayos de unidades de colonias de fibroblastos, curvas de crecimiento celular, inmunofenotipaje, citometría de flujo, ensayos de diferenciación y formación de teratomas. Ambas fuentes celulares presentaron formato fibroblastoideo y epitelioide. Las células SV tienen un potencial de formación de colonias más bajo que las de MA, 3 versus 8 colonias por 103 células en placa. Sin embargo, las células SV crecieron progresivamente mientras que las células MA se mostraron estables. Tanto las células YS como las células amnios están inmunomarcadas para Oct-4, Nanog, SSEA-3, citoqueratina 18, PCNA y vimentina. Además, presentó marcadores mesenquimales, hematopoyéticos, endoteliales y pluripotenciales en citometría de flujo. Ambas fuentes celulares presentaron alta plasticidad y diferían en linajes osteogénicos, adipogénicos y condrogénicos, y no se observó formación de tumores en ratones. Los resultados sugieren que el SV de caballo puede ser útil para la terapia celular, como las células derivadas de amnios.

In vitro chondral culture under compression and shear stimuli. From mesenchymal stem cells to hyaline cartilage. / Cultivo condral in vitro bajo estímulos de compresión y cizallamiento. De las células troncales mesenquimales al cartílago hialino.

INTRODUCTION: The in vitro creation of hyaline joint cartilage is a challenge since, to date, the ex vivo synthesis of a structured tissue with the same biomechanical and histological properties of the joint cartilage has not been achieved. To simulate the physiological conditions we have designed an in vitro culture system that reproduces joint movement. MATERIAL AND METHOD: We have developed a cell culture bioreactor that prints a mechanical stimulus on an elastin matrix, in which mesenchymal stem cells (MSC) are embedded. The first phase of study corresponds to the development of a bioreactor for hyaline cartilage culture and the verification of cell viability in the elastin matrix in the absence of stimulus. The second phase of the study includes the MSC culture under mechanical stimulus and the analysis of the resulting tissue. RESULTS: After culture under mechanical stimulation we did not obtain hyaline tissue due to lack of cellularity and matrix destructuring. CONCLUSION: The stimulus pattern used has not been effective in generating hyaline cartilage, so other combinations should be explored in future research.

Human olfactory mesenchymal stromal cells co-expressing horizontal basal and ensheathing cell proteins in culture. / Las células mesenquimales del estroma olfatorio humano coexpresan proteínas de las células basales horizontales y de recubrimiento neural en cultivo.

INTRODUCTION: The olfactory neuro-epithelium has an intrinsic capability of renewal during lifetime provided by the existence of globose and horizontal olfactory precursor cells. Additionally, mesenchymal stromal olfactory cells also support the homeostasis of the olfactory mucosa cell population. Under in vitro culture conditions with Dulbecco modified eagle/F12 medium supplemented with 10% fetal bovine serum, tissue biopsies from upper turbinate have generated an adherent population of cells expressing mainly mesenchymal stromal phenotypic markers. A closer examination of these cells has also found co-expression of olfactory precursors and ensheathing cell phenotypic markers. These results were suggestive of a unique property of olfactory mesenchymal stromal cells as potentially olfactory progenitor cells. OBJECTIVE: To study whether the expression of these proteins in mesenchymal stromal cells is modulated upon neuronal differentiation. MATERIALS AND METHODS: We observed the phenotype of olfactory stromal cells under DMEM/F12 plus 10% fetal bovine serum in comparison to cells from spheres induced by serum-free medium plus growth factors inducers of neural progenitors. RESULTS: The expression of mesenchymal stromal (CD29+, CD73+, CD90+, CD45-), horizontal basal (ICAM-1/CD54+, p63+, p75NGFr+), and ensheathing progenitor cell (nestin+, GFAP+) proteins was determined in the cultured population by flow cytometry. The determination of Oct 3/4, Sox-2, and Mash-1 transcription factors, as well as the neurotrophins BDNF, NT3, and NT4 by RT-PCR in cells, was indicative of functional heterogeneity of the olfactory mucosa tissue sample. CONCLUSIONS: Mesenchymal and olfactory precursor proteins were downregulated by serum-free medium and promoted differentiation of mesenchymal stromal cells into neurons and astroglial cells.

Introducción. El recambio celular del neuroepitelio olfatorio ocurre durante la vida del individuo gracias a precursores olfatorios. Además, las células mesenquimales del estroma también contribuyen a la homeostasis de la mucosa. Cuando un explante de una biopsia de mucosa se cultiva en un medio esencial mínimo, se genera una población predominante de células adherentes que expresan proteínas típicas de las células mesenquimales del estroma. La coexpresión de marcadores fenotípicos de precursores olfatorios y de células del recubrimiento del nervio olfatorio constituiría una propiedad única de las células mesenquimales del estroma. Objetivo. Determinar si la diferenciación celular de las células mesenquimales hacia fenotipos neurales modula la expresión de los marcadores mesenquimales característicos. Materiales y métodos. Se compararon las células aisladas de la mucosa olfatoria en un medio de cultivo con suplemento de 10 % de suero fetal bovino con esferas generadas en un medio sin suero más factores de crecimiento. Resultados. Se determinó la expresión de proteínas de las células mesenquimales del estroma (CD29+, CD73+, CD90+, CD45-), de las basales horizontales (ICAM-1/CD54+, p63+, p75NGFr+), y de las del recubrimiento del nervio olfatorio (nestin+, GFAP+) en la misma población cultivada. La determinación de Oct 3/4, Sox-2 y Mash-1, así como de las neurotrofinas BDNF, NT3 y NT4, sugirió que las células del estroma son funcionales. La expresión de las proteínas de las células mesenquimales y los precursores olfatorios, disminuyó en las células de las mesenesferas inducidas por ausencia de suero en el medio de cultivo. Conclusión. Las células mesenquimales del estroma de la mucosa olfatoria presentan una tendencia dominante hacia la diferenciación neural.

Human olfactory mesenchymal stromal cells co-expressing horizontal basal and ensheathing cell proteins in culture / Las células mesenquimales del estroma olfatorio humano coexpresan proteínas de las células basales horizontales y de recubrimiento neural en cultivo

Introduction: The olfactory neuro-epithelium has an intrinsic capability of renewal during lifetime provided by the existence of globose and horizontal olfactory precursor cells. Additionally, mesenchymal stromal olfactory cells also support the homeostasis of the olfactory mucosa cell population. Under in vitro culture conditions with Dulbecco modified eagle/F12 medium supplemented with 10% fetal bovine serum, tissue biopsies from upper turbinate have generated an adherent population of cells expressing mainly mesenchymal stromal phenotypic markers. A closer examination of these cells has also found co-expression of olfactory precursors and ensheathing cell phenotypic markers. These results were suggestive of a unique property of olfactory mesenchymal stromal cells as potentially olfactory progenitor cells. Objective: To study whether the expression of these proteins in mesenchymal stromal cells is modulated upon neuronal differentiation. Materials and methods: We observed the phenotype of olfactory stromal cells under DMEM/F12 plus 10% fetal bovine serum in comparison to cells from spheres induced by serum-free medium plus growth factors inducers of neural progenitors. Results: The expression of mesenchymal stromal (CD29+, CD73+, CD90+, CD45-), horizontal basal (ICAM-1/CD54+, p63+, p75NGFr+), and ensheathing progenitor cell (nestin+, GFAP+) proteins was determined in the cultured population by flow cytometry. The determination of Oct 3/4, Sox-2, and Mash-1 transcription factors, as well as the neurotrophins BDNF, NT3, and NT4 by RT-PCR in cells, was indicative of functional heterogeneity of the olfactory mucosa tissue sample. Conclusions: Mesenchymal and olfactory precursor proteins were downregulated by serum-free medium and promoted differentiation of mesenchymal stromal cells into neurons and astroglial cells.

Introducción. El recambio celular del neuroepitelio olfatorio ocurre durante la vida del individuo gracias a precursores olfatorios. Además, las células mesenquimales del estroma también contribuyen a la homeostasis de la mucosa. Cuando un explante de una biopsia de mucosa se cultiva en un medio esencial mínimo, se genera una población predominante de células adherentes que expresan proteínas típicas de las células mesenquimales del estroma. La coexpresión de marcadores fenotípicos de precursores olfatorios y de células del recubrimiento del nervio olfatorio constituiría una propiedad única de las células mesenquimales del estroma. Objetivo. Determinar si la diferenciación celular de las células mesenquimales hacia fenotipos neurales modula la expresión de los marcadores mesenquimales característicos. Materiales y métodos. Se compararon las células aisladas de la mucosa olfatoria en un medio de cultivo con suplemento de 10 % de suero fetal bovino con esferas generadas en un medio sin suero más factores de crecimiento. Resultados. Se determinó la expresión de proteínas de las células mesenquimales del estroma (CD29+, CD73+, CD90+, CD45-), de las basales horizontales (ICAM-1/CD54+, p63+, p75NGFr+), y de las del recubrimiento del nervio olfatorio (nestin+, GFAP+) en la misma población cultivada. La determinación de Oct 3/4, Sox-2 y Mash-1, así como de las neurotrofinas BDNF, NT3 y NT4, sugirió que las células del estroma son funcionales. La expresión de las proteínas de las células mesenquimales y los precursores olfatorios, disminuyó en las células de las mesenesferas inducidas por ausencia de suero en el medio de cultivo. Conclusión. Las células mesenquimales del estroma de la mucosa olfatoria presentan una tendencia dominante hacia la diferenciación neural.

Capacidad multipotencial en células madre mesenquimales derivadas de la placenta humana en Panamá / Multipotent capacity of human placenta­derived mesenchymal stem cells in Panama

Introducción: Las células madre mesenquimales (MSCs) tienen la capacidad única de auto­renovación y pluripotencia con la cual apoyan en la regeneración de tejidos en or­ ganismos vivos. El mayor potencial terapéutico de las MSCs derivadas de la placenta (PDMSCs) humana, como fuente más joven de MSCs, estimula la búsqueda de las me­ jores condiciones de cultivo que preserven su capacidad de proliferar y diferenciarse. Sin embargo, estudios relacionados a la caracterización de la multipotencialidad de las PDMSCs durante periodos prolongados de cultivo, no han sido reportados en Panamá. Por lo tanto, el objetivo de este estudio fue el de implementar un proceso de aislamiento y cultivo que preserve las propiedades multipotentes en PDMSCs. Materiales y Méto­ dos: Placentas humanas a término completo fueron obtenidas para el aislamiento de las MSCs. Las PDMSCs fueron caracterizadas según su morfología, expresión positiva de marcadores CD90, CD73, CD105, y capacidad de proliferación y diferenciación a linajes mesodérmicos. Resultados: Se ha demostrado la obtención de poblaciones de PDMSCs con morfología fibroblástica, adherencia plástica, expresión positiva de los marcadores CD90, CD73 y CD105, y capacidad de diferenciación osteogénica, adi­ pogénica y condrogénica. Posterior al aislamiento y crio­preservación, las PDMSCs mantuvieron una viabilidad mayor de 95%, una tasa de proliferación por más de 40 días en cultivo, y la expresión positiva de los marcadores CD90, CD73, y CD105 al pasaje 16. Conclusión: Nuestros resultados demuestran una metodología eficiente para obten­ ción y cultivo de PDMSCs que mantienen sus características multipotentes durante períodos prolongados de cultivo, abriendo el camino para futuras terapias celulares

ntroduction: Human mesenchymal stem cells are (MSCs) unique in their pluripotency and their ability to self­renew in order to support tissue regeneration in living organisms. The increased therapeutic potential of PDMSCs as a pool of younger MSCs with a vast capacity for expansion, minor predisposition for tumor formation or immune reactions spurs the search for the best culture conditions to preserve their ability to differentiate and proliferate. However, studies regarding characterization of multipotent isolated PDMSCs during prolonged periods of culture has not been reported thus far in Panama. Therefore, in this study we seek to implement isolation and culture procedures that pre­ serve multipotent characteristics in PDMSCs. Materials and Methods: Full­term human placentas were obtained for the isolation of MSCs. PDMSCs where characterized based on their morphology, positive expression of CD90, CD73, and CD105, and their ability to proliferate and differentiate to mesodermal lineages. Results: It was demonstrated that our isolated PDMSCs presented the MSC characteristics of fibroblastic morphology, plastic adherence, positive expression of CD90, CD73, and CD105 markers, as well as osteogenesis, adipogenesis, and osteogenic differentiation ability. When PDMSCs were cultured after isolation or cryopreservation, viability was maintained above 95%, with their proliferation rate maintained after 40 days, and positive expression of CD90, CD73, and CD105 markers kept after 16 passages. Conclusion: Taken together, our results de­ monstrated a methodology to obtain successful source of isolated human PDMSCs that kept their multipotent properties over time, opening the path for future cellular therapies.

Bone Marrow-derived Mesenchymal Stem Cells and Chronic Allograft Disease in a Bronchiolitis Obliterans Animal Model.

INTRODUCTION: Bronchiolitis obliterans (BO) is the most common expression of chronic allograft dysfunction in lung transplantation. Moreover, BO represents the major cause of death in the long-term after this procedure. On the other hand, mesenchymal stem cells have been tested in animal models of BO aiming to interfere in its development. The aim of this experimental study is to explore the role of bone-marrow derived stem cells (BMSCs) as a preventive intervention of BO occurrence. MATERIALS AND METHODS: This an experimental randomized study. A bronchiolitis obliterans animal model in rats was reproduced: heterotopical tracheal transplant model in lung parenchyma. Five of these animals were used as control group. After setting up the model, individuals were divided in 3 groups of treatment (n=15), in which BMSCs were administered in 3 different time points after the tracheal transplant (tracheal transplantation and BMSCs administration occurred the same day, group G0; after 7 days, group G7; after 14 days, group G14. In addition, within each group, BMSCs were administered through 3 different routes: endotracheally, endovascular and topically in the lung parenchyma). Animals were sacrificed at 21 days. Histology, fluorescence in situ hybridization and immunohistochemistry techniques were performed for identifying stem cells. RESULTS: Compared to control group, animals receiving BMSCs showed large neovessels in a loose fibrous matrix. Group G7 showed less fibrosis (p<0.033) and edema (p<0.028). Moreover, G7 animals receiving stem cells endotracheally showed no fibrosis (p<0.008). Alveolar-like patches of tissue were observed among all groups (53.4%, 46.7% and 40% in G0, G7 and G14 respectively), consisting of cells expressing both stem and alveolar cells biomarkers. CONCLUSION: BMSCs modify the course of bronchiolitis obliterans and differentiate into alveolar cells. Endotracheal administration of BMSCs 7 days after the heterotopical tracheal transplant might be considered an effective way to prevent BO in this animal model.

Regenerative treatment with umbilical cord mesenchymal stem cells from Wharton's jelly in chronic ulcer caused by dermolipectomy.

BACKGROUND: Procedures to remove adiposities and skin, such as dermolipectomy, can develop wounds that are difficult to heal by conventional therapies. Mesenchymal stem cells are indicated as potential candidates for regenerative therapy in wounds, due to their multipotentiality, low immunogenicity, modulating capacity of inflammation and tissue modeling processes. CASE REPORT: Patient with dehiscent chronic ulcer secondary to dermolipectomy, who received cutaneous treatment with mesenchymal stem cells. The therapy induced scar formation and neovascularization, as well as the decrease of infiltrated leukocytes and proinflammatory cytokines. Mesenchymal cells are proposed as an interesting alternative for the treatment of postoperative lesions.

INTRODUCCIÓN: Los procedimientos para retirar adiposidades y piel, como la dermolipectomía, pueden desarrollar heridas difíciles de sanar mediante tratamientos convencionales. Se ha señalado que es posible utilizar las células madre mesenquimales en el tratamiento regenerativo en heridas, en virtud de su multipotencialidad, baja inmunogenicidad, capacidad moduladora de inflamación y procesos modeladores de tejidos. CASO CLÍNICO: Paciente con dehiscencia en úlcera crónica secundaria a dermolipectomía, sometida a tratamiento cutáneo con células madre mesenquimales. Se indujo formación de cicatriz y neovascularización, así como la disminución de leucocitos infiltrados y citocinas proinflamatorias. Se propone a las células mesenquimales como una alternativa interesante para el tratamiento de lesiones postoperatorias.

Aplicaciones de terapias de reemplazo celular al tratamiento de enfermedades poliglutamínicas / Applications of cell replacement therapies to the treatment of poly-glutamine diseases

Se realizó una revisión de la literatura especializada con el objetivo de evaluar el estado del arte en cuanto a la aplicación de terapias de reemplazo celular en enfermedades poliglutamínicas. Se consultaron las bases de datos HighWire y PubMed, con el uso de descriptores y operadores booleanos. Se recuperaron 84 artículos sobre la temática, publicados en revistas con un factor de impacto promedio de 5,42. Se discuten los estudios experimentales y pre-clínicos realizados con relación a terapias de reemplazo celular en enfermedades poliglutamínicas. Se demuestra la efectividad del uso de células madre de distintas fuentes en el mejoramiento de la función motora en modelos experimentales de enfermedades poliglutamínicas. Se revela la necesidad de realizar estudios multicéntricos a mediano y largo plazos, para la evaluación de los efectos terapéuticos de las terapias de reemplazo celular en enfermedades poliglutamínicas.

A review of the specialized literature was carried out with the aim of evaluating the state of the art regarding the application of cell replacement therapies in polyglutamine diseases. The HighWire and PubMed databases were consulted, with the use of Boolean descriptors and operators. 84 articles were retrieved on the subject, published in journals with an average impact factor of 5.42. The experimental and pre-clinical studies carried out in relation to cell replacement therapies in polyglutamine diseases are discussed. The effectiveness of the use of stem cells from different sources in the improvement of motor function in experimental models of polyglutamine diseases is demonstrated. The need to perform multicenter studies in the medium and long term is revealed, for the evaluation of the therapeutic effects of cell replacement therapies in polyglutamine diseases.

Expansion and phenotypic changes of mouse bone marrow mesenchymal cells cultured with FGF-2 and facial nerve-conditioned medium / Expansión y cambios fenotípicos de células mesenquimales de médula ósea de ratón cultivadas con FGF-2 y medio condicionado por el nervio facial

Mesenchymal cells (MCs) exhibit great regenerative potential due to their intrinsic properties and ability to restore tissue function, either directly through transdifferentiation or indirectly through paracrine effects. This study aimed to evaluate morphometric and phenotypic changes in MCs grown with facial nerve-conditioned medium in the presence or absence of fibroblast growth factor 2 (FGF-2). For quantitative phenotypic analysis, the expression of GFAP, OX-42, MAP-2, β-tubulin III, NeuN, and NF-200 was analyzed by immunocytochemistry. Cells cultured with facial nerve-conditioned medium in the presence of FGF-2 expressed GFAP, OX-42, MAP-2, β-tubulin III, NeuN, and NF-200. On average, the area and perimeter of GFAP-positive cells were higher in the group cultured with facial nerve-conditioned medium compared to the group cultured with conditioned medium and FGF-2 (p=0.0001). This study demonstrated the plasticity of MCs for neuronal and glial lineages and opens up new research perspectives in cell therapy and trans.differentiation.

Las células mesenquimales (CM) exhiben un gran potencial regenerativo debido a sus propiedades intrínsecas y la capacidad de restaurar la función del tejido, ya sea directamente, a través de la transdiferenciación, o indirectamente, a través de efectos parácrinos. Este estudio tuvo como objetivo evaluar los cambios morfométricos y fenotípicos en CM cultivadas con medio condicionado por nervio facial en presencia o ausencia de factor de crecimiento de fibroblastos 2 (FGF-2). Para el análisis fenotípico cuantitativo, se analizó la expresión de GFAP, OX-42, MAP-2, β-tubulina III, NeuN y NF-200 mediante inmunocitoquímica. Las células cultivadas con medio condicionado por el nervio facial en presencia de FGF-2 expresaban GFAP, OX-42, MAP-2, β-tubulina III, NeuN y NF-200. En promedio, el área y el perímetro de las células positivas para GFAP fueron mayores en el grupo cultivado con medio condicionado por el nervio facial en comparación con el grupo cultivado con medio acondicionado y FGF-2 (p = 0,0001). Este estudio demostró la plasticidad de CM para linajes neuronales y gliales y abre nuevas perspectivas de investigación en terapia celular y transdiferenciación.

Adult stem cells in the healing of fractures and bone grafts / Células-madre adultas en la cicatrización de fracturas e injertos óseos

ABSTRACT The traumatic accidents which result in fractures and even in impairment of a bone segment have a high prevalence in routine veterinary surgery. Many times these fractures are complex and difficulty healing or need bone grafts to preserve and restore the length of the affected limb. Thus, the recovery time of these animals is usually delicate and long, with complications risks, such as delayed union and non-union of the fractured bone segments or absence of graft incorporation. In this sense, the stem cells (SC) have shown to be a strong ally of the orthopedic doctors due to their capacity to provide osteoprogenitor cells, to increase the osteoinductive effect minimize the healing time and provide a greater efficiency to the repairing process. Due to that, before the expectation of their assignments, this review aims to describe the stem cells characteristics, their current applications in the fractures healing and, especially, their contribution to the bone grafts consolidation.

RESUMEN Los accidentes traumáticos que resultan en fracturas y hasta en el comprometimiento de un segmento óseo tienen alta prevalencia en la rutina quirúrgica veterinaria. Muchas veces esas fracturas son complejas y presentan dificultades de cicatrización o necesitan de injertos óseos para preservar y restaurar el largo del miembro acometido. De esa forma, el tiempo de recuperación de esos animales suele ser delicado y prolongado con riegos de complicaciones, como unión retardada y no unión de los segmentos óseos fracturados o ausencia de incorporación de los injertos. En este sentido, las células-madre (CT) vienen demostrando ser una fuerte aliada de los ortopedistas debido a su capacidad en proveer células osteoprogenitoras, de incrementar el efecto osteoinductor, minimizar el tiempo de cicatrización y proporcionar mayor eficiencia al proceso reparador. Frente a la expectativa de sus atribuciones, la presente revisión tiene por objetivo describir las características de las células-madre, sus aplicaciones actuales en la cicatrización de fracturas y, especialmente, su contribución en la consolidación de injertos óseos.

Inductive role of sustentacular cells (Sertoli cells) conditioned medium on bone marrow derived mesenchymal stem cells / Papel inductivo del medio acondicionado de células sustentaculares (células de Sertoli) en las células madre mesenquimales derivadas de la médula ósea

RESUMEN: Las células madre de la línea germinal masculina son factores clave para la espermatogénesis masculina y la fertilidad. Las células sustentaculares (células de Sertoli) como células somáticas juegan un papel fundamental en la creación de un microambiente esencial para la auto-renovación y diferenciación de las células de la línea germinal masculina. Las células madre mesenquimales son reconocidas como células auto-renovables y multipotentes capaces de diferenciarse en múltiples tipos de células. La generación de células germinales masculinas a partir de células madre mesenquimales puede proporcionar un método terapéutico para tratar la infertilidad masculina. En este estudio, las células mesenquimales derivadas de la médula ósea (BMMSCs) se recuperaron de la médula ósea de ratones de 6-8 semanas de edad del Instituto de Investigación Médico Naval (NMRI). En el estudio se aislaron las células sustentaculares y se enrriquecieron usando placas revestidas con lectina. Se obtuvo el medio de condición celular después de diferentes intervalos de tiempo. Posteriormente se cultivaron las BMMSC con diferentes concentraciones de SCCM y medio de Eagle modificado por Dulbecco (DMEM) en diversos momentos. Se evaluaron marcadores específicos de células de línea germinal usando la reacción en cadena de polimerasa transcriptasa inversa (RT-PCR) e inmunocitoquímica. Los resultados mostraron que las BMMSCs cultivadas con SCCM durante 48h exhibieron transcritos específicos de línea germinal (Mvh, Iid4, piwil2) (p <0,05) y marcadores (Mvh, Scp3). Nuestros resultados indican que el cultivo de BMMSCs con SCCM puede conducir a la diferenciación efectiva de BMMSCs en células germinales y proporcionar una estrategia de tratamiento para la infertilidad masculina.

SUMMARY: Male germ line stem cells are key factors for male spermatogenesis and fertility. Sustentacular cells (Sertoli cells) as somatic cells play a pivotal role in creating essential microenvironment for the self-renewal and differentiation of the male germ line cells. Mesenchymal stem cells are recognized as self-renewing and multipotent cells able to differentiate into multiple cell types. The generation of male germ cells from mesenchymal stem cells may provide a therapeutic method to treat male infertility. In this study, Bone marrow derived mesenchymal cells (BMMSCs) were retrieved from the bone marrow of 6-8-week old Naval Medical Research Institute (NMRI) mice. Sustentacular cells (Sertoli cells) were isolated and made rich using lectin coated plates. Sustentacular cell condition medium (SCCM) was collected after different time intervals. Then the BMMSCs were cultured with different concentration of SCCM and Dulbecco's Modified Eagle's medium (DMEM) at various times. Specific markers of Germ line cells were evaluated by using Reverse transcriptase polymerase chain reaction (RT-PCR) and immunocytochemistry. The results showed that BMMSCs cultured with SCCM for 48h exhibited germ line specific transcripts (Mvh, Iid4, piwil2) (p< 0.05) and markers (Mvh, Scp3). Our findings represent that culturing BMMSCs with SCCM may lead to effective differentiation of BMMSCs into germline cells and provide a treatment strategy for male infertility.