Células madre y sus exosomas como terapia avanzada para tratar la hernia incisional: prueba de concepto en modelo murino / Stem cells and their exosomes as an advanced therapy to treat incisional hernia: proof of concept in a murine model

RESUMEN

Una hernia incisional consiste en una protrusión de tejido a través de una cicatriz traumática o quirúrgica en la pared abdominal. El tratamiento de este y de otros tipos de hernias pasa frecuentemente por la implantación de una malla quirúrgica para reforzar el tejido debilitado. Sin embargo, a menudo se produce una respuesta inflamatoria exacerbada que desemboca en diferentes complicaciones, teniendo consecuencias graves para el paciente. Considerando el potencial inmunomodulador de las células madre mesenquimales (MSCs) y de sus exosomas (exo-MSCs), en este estudio planteamos que la administración de ambos productos terapéuticos, conjuntamente con los selladores de fibrina que se utilizan frecuentemente para la fijación de las mallas quirúrgicas, podría ejercer un efecto biológico y terapéutico que ayudara a controlar esa respuesta inflamatoria y mejorara, por tanto, el éxito del tratamiento con mallas quirúrgicas. Los resultados obtenidos en este estudio mostraron, en un modelo murino de hernia incisional, que los exo-MSCs reducen la infiltración de macrófagos inflamatorios M1 y que existe una predominancia de citoquinas relacionadas con la respuesta Th2, y con ello, con la polarización de macrófagos hacia un fenotipo M2 antiinflamatorio, en el tejido circundante a las mallas en las que se vehicularon MSCs o sus exosomas. Este estudio concluye que la fijación de mallas quirúrgicas con selladores de fibrina combinados con MSCs o exo-MSCs tendría un efecto beneficioso en el tratamiento de la hernia incisional, en términos de reducción de la respuesta inflamatoria y modulación de una reacción exacerbada frente a un cuerpo extraño

ABSTRACT

An incisional hernia constitutes a tissue protrusion through a traumatic or surgical scar in the abdominal wall. Frequently, the treatment of the incisional hernia, as well as other types of hernia, involves the implantation of a surgical mesh to reinforce the weakened tissue. However, an exacerbated inflammatory response is commonly developed after this implantation, having serious consequences for the patient. Considering the immunomodulatory potential of mesenchymal stem cells (MSCs) and their exosomes (exo-MSCs), in this study we proposed that the administration of these two therapeutic products, together with fibrin sealants that are frequently used to fix surgical meshes, could have a beneficial biological and therapeutic effect that could help to modulate the inflammatory response and improve the success of the surgical mesh implantation. The results obtained in this work showed, in a murine model of incisional hernia, that exo-MSCs reduce M1 inflammatory macrophages infiltration and that there is a predominance of Th2- related cytokines in the surrounding tissue of MSCs or exo-MSCs treated meshes, favoring the macrophage polarization towards a M2 anti-inflammatory phenotype. This study concludes that mesh fixation with fibrin sealants co-administered with MSCs or exo-MSCs would have a beneficiary effect on the treatment of incisional hernia in terms of reduction of the inflammatory response and modulation of the foreign body reaction