El efecto potenciador de la estimulación mecánica sobre la función condrogénica de las células madre de la almohadilla de grasa infrapatelar

Lin Niu; Jiemao Su; Zhe Wang; Keyu Kong; Zanjing Zhai; Yansong Qi; Yongsheng Xu

doi:10.3791/68846

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Artículo de método

El efecto potenciador de la estimulación mecánica sobre la función condrogénica de las células madre de la almohadilla de grasa infrapatelar

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DOI:

10.3791/68846

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21 de octubre de 2025

Lin Niu¹^,² , Jiemao Su¹ , Zhe Wang¹ , Keyu Kong³ , Zanjing Zhai³ , Yansong Qi¹ , Yongsheng Xu¹

¹Orthopedic Center (Sports Medicine Center), Inner Mongolia Autonomous Region People's Hospital, ²Inner Mongolia Academy of Medical Sciences, Inner Mongolia Autonomous Region People's Hospital, ³Shanghai Key Laboratory of Orthopaedic Implants, Department of Orthopaedic Surgery, Shanghai Ninth People's Hospital, Shanghai Jiaotong University School of Medicine

En este artículo

Resumen

Este estudio se centra en el desarrollo de una tecnología multimodal que combina la estimulación mecánica de tracción cíclica (10% de deformación, 1 Hz) con la terapia con células madre derivadas de la almohadilla de grasa infrapatelar (IPFP-SC), investigando sus efectos sinérgicos en la promoción de la diferenciación condrogénica de IPFP-SC y estableciendo una estrategia regenerativa más eficiente para la ingeniería de tejidos de cartílago.

Resumen

La almohadilla de grasa infrapatelar (IPFP), una estructura fibrograsa especializada dentro del compartimento anterior de la articulación de la rodilla, se caracteriza por una microarquitectura única que presenta haces de colágeno intercalados y lóbulos adiposos, que colectivamente establecen sus propiedades biomecánicas viscoelásticas. La evidencia emergente destaca el perfil transcripcional distintivo de las IPFP-SC, específicamente su asociación con los mediadores de la degradación del cartílago durante la progresión de la osteoartritis. Investigaciones recientes demuestran que la compresión dinámica y la presión hidrostática mejoran eficazmente la diferenciación condrogénica de las células madre mesenquimales derivadas de la médula ósea y derivadas de IPFP, al tiempo que inhiben la deposición de calcificación. Este estudio utilizó un sistema de estiramiento celular para simular el entorno de estrés mecánico cíclico de la articulación de la rodilla, demostrando que la estimulación dinámica por tracción (10% de tensión, 1 Hz) mejora significativamente la capacidad de diferenciación condrogénica de los IPFP-SC. Esta mejora se manifestó por la expresión regulada al alza de marcadores condrogénicos, incluidos SOX9 y COMP, lo que confirma que el microambiente mecánico específico de la articulación juega un papel regulador crítico en la diferenciación terminal de las células madre mesenquimales. Estos resultados proporcionan evidencia experimental crucial para las estrategias de regeneración del tejido cartilaginoso, enfatizando la importancia de la modulación biomecánica en las terapias regenerativas para la reparación del cartílago.

Introducción

La regeneración y reparación del tejido cartilaginoso representa un desafío central en el tratamiento de la osteoartritis, ya que las terapias celulares convencionales a menudo no logran reconstruir las matrices funcionales del cartílago debido a una regulación microambiental inadecuada. En los últimos años, las estrategias multimodales que integran la estimulación física mecánica con la terapia celular han surgido como un punto de acceso^{de investigación 1}, con el objetivo de mejorar el potencial de diferenciación condrogénica de las células madre mediante la simulación de microambientes biomecánicos in viv....