Aproximadamente 296,000 personas sufren de LME traumática, y cada año hay alrededor de 18,000 nuevos casos de LME en los EE. UU.1. La lesión traumática de la médula espinal suele ser causada por caídas, heridas de bala, accidentes automovilísticos y actividades deportivas y, a menudo, provoca la pérdida permanente de la función sensoriomotora por debajo del lugar de la lesión. Los gastos estimados de por vida para el tratamiento de la LME oscilan entre uno y cinco millones de dólares por individuo, con una esperanza de vida significativamente más baja. Sin embargo, la LME sigue siendo poco conocida y en gran medida incurable, principalmente debido a las complejas consecuencias fisiopatológicas después de la lesión2. Se han investigado varias estrategias, entre ellas el trasplante de células y los andamios basados en biomateriales. Si bien el trasplante de células y biomateriales ha demostrado potencial, la naturaleza multifacética de la LME sugiere que los enfoques combinatorios pueden ser más beneficiosos3. Como resultado, se han investigado muchas estrategias combinatorias y se ha demostrado una mejor eficacia terapéutica que los componentes individuales. Sin embargo, se necesitan más estudios para proporcionar nuevos biomateriales para la administración de células y fármacos3.
Un enfoque prometedor para la fabricación de hidrogeles naturales es la descelularización de tejidos. El proceso de descelularización utiliza métodos iónicos, no iónicos, físicos y combinatorios para eliminar todos o la mayoría de los materiales celulares y nucleicos mientras se conservan los componentes de la MEC. Al eliminar todos o la mayoría de los componentes celulares, los hidrogeles derivados de la MEC son menos inmunorreactivos para el huésped después de la implantación/inyección4. Hay varios parámetros que se deben medir para evaluar la calidad de los tejidos descelularizados: eliminación del contenido celular/nucleico, propiedades mecánicas y conservación de la MEC. Se han establecido los siguientes criterios para evitar respuestas inmunitarias adversas: 1) menos de 50 ng de ADN bicatenario (dsDNA) por mg de peso seco de ECM, 2) menos de 200 pb de longitud del fragmento de ADN, y 3) casi o ningún material nuclear visible teñido con 4'6-diamidino-2-fenilindol (DAPI)5. Las propiedades mecánicas pueden cuantificarse mediante ensayos de tracción, compresión y/o reología, y deben ser similares al tejido original6. Además, la conservación de proteínas puede evaluarse mediante proteómica o ensayos cuantitativos centrados en los componentes principales de los tejidos descelularizados, por ejemplo, laminina, glicosaminoglicano (GAG) y proteoglicano de sulfato de condroitina (CSPG) para la médula espinal 7,8. Los hidrogeles verificados derivados de la MEC pueden recelularizarse con diferentes tipos de células para ayudar a la terapia basada en células9.
Se han estudiado diversos tipos de células, como las células de Schwann, las células de la envoltura olfativa, las células madre mesenquimales derivadas de la médula ósea (MSC) y las células madre/progenitoras neurales, para la reparación de la LME 10,11,12. Sin embargo, el uso clínico de estas células es limitado debido a preocupaciones éticas, escasa integración con células/tejidos vecinos, falta de fuentes de tejidos de alto rendimiento, incapacidad para autorrenovarse y/o capacidad proliferativa limitada 13,14,15. A diferencia de estos tipos de células, las MSCs derivadas del tejido adiposo humano (hASCs) son candidatas atractivas porque se aíslan fácilmente de forma mínimamente invasiva mediante lipoaspirados, y se puede obtener un gran número de células16. Además, las hASC tienen la capacidad de segregar factores de crecimiento y citocinas que tienen potencial de neuroprotección, angiogenética, cicatrización de heridas, regeneración de tejidos e inmunosupresión 17,18,19,20,21.
Como se ha descrito, se han realizado múltiples estudios 22,23,24 y se ha aprendido mucho de ellos, pero las características heterogéneas de la LME han limitado su eficacia para promover la recuperación funcional. Como tal, se han propuesto enfoques combinatorios para aumentar la eficacia del tratamiento para la LME. En este estudio, se desarrollaron hidrogeles compuestos combinando médula espinal descelularizada y nervios ciáticos para un cultivo tridimensional (3D) de hASC. El éxito de la descelularización se confirmó mediante análisis histológicos y de ADN, y se caracterizaron diferentes proporciones de hidrogeles compuestos nerviosos mediante cinética de gelificación y pruebas de compresión. Se investigó la viabilidad de las hASC en los hidrogeles compuestos nerviosos para demostrar que este hidrogel puede utilizarse como plataforma de cultivo celular en 3D.