Tesis doctoral de Jorge Payo Rodriguez
Introducción las roturas del tendón de aquiles tienen una alta incidencia, que está aumentando debido al incremento de casos producidos por la actividad deportiva. Las principales complicaciones tras una rotura del tendón de aquiles son la infección, la re-rotura y las rigideces. Mientras que la tasa de infección es menor con el tratamiento conservador, la tasa de re-rotura es menor con el tratamiento quirúrgico. La rigidez se ve influenciada por el desarrollo de adherencias y por el tiempo de inmovilización. En el momento actual, el tratamiento de elección de esta lesión es el tratamiento quirúrgico. las células madre indiferenciadas son capaces de dar lugar a distintas líneas celulares y tienen capacidad inmunoreguladora. La principal fuente de células madre ha sido la médula ósea, de forma directa o mediante aféresis de sangre periférica, y más recientemente el tejido graso. En la patología del aparato locomotor, las células madre se han empleado en varios modelos de lesión meniscal, defectos óseos y cartilaginosos, pseudoartrosis e integración de plastias de lca en los túneles óseos. el laboratorio de terapia celular del hospital universitario la paz de Madrid ha realizado diversos estudios empleando las células madre de origen graso para el tratamiento de fístulas rectovaginales y perianales en humanos (ensayos en fases i, ii y iii), fistulas traqueoesofagicas en humanos (fase ii), anastomosis traqueales en ratas, anastomosis cólicas y reparación de esfínteres anales en ratas y suturas de manguito rotador en ratas. En este estudio se pretende dilucidar el papel de estas células en un modelo experimental de reparación tendinosa. material y métodos se emplearon 70 ratas machos de la cepa bdix, que se caracteriza por la singenicidad genética entre todos sus miembros, lo que nos permite la utilización de células autólogas. Se utilizaron 50 ratas para el estudio histológico y 20 para el estudio biomecánico. las ascs se obtuvieron de grasa de ratas de la misma cepa. El método de aislamiento de las ascs, que se basa en un tratamiento enzimático y en las propiedades de adherencia de las células a los plásticos de cultivo, ha sido modificado y estandarizado por nuestro grupo recientemente. Las células fueron caracterizadas, mediante inmunofluorescencia y citometría de flujo, para diversos marcadores de membrana. La carga de las células en los materiales de sutura se realiza 72 horas antes de su utilización. tras la resección de un segmento del tendón del músculo plantar para evitar el efecto férula, se realizó la tenotomía del tendón de aquiles, que posteriormente fue suturado. Los animales se dividieron en tres grupos: control, en el que se realizó una sutura convencional, biosutura, empleando suturas precargadas con células madre, y sutura más inyección, asociando a la sutura convencional una inyección de 1×106 células madre. el estudio histológico consistió en 5 grupos de 10 ratas cada grupo en función del momento del sacrificio (24 horas, 1, 2, 4 y 8 semanas). Dentro de cada grupo, 5 tendones correspondían al grupo biosutura y otros 5 tendones al grupo de sutura + inyección. De los 10 tendones contralaterales que servían de control, se emplearon 5 para ser incluidos en el grupo control. De esta forma, en cada una de las ratas se realizaba en una pata una sutura con una de las dos modalidades de aporte de células madre y en el lado contralateral una sutura sin células madre. Los cortes histológicos se tiñeron con hematoxilina-eosina para valorar principalmente la reacción inflamatoria alrededor de la sutura, teniendo en cuenta la presencia de células polimorfonucleares, linfocitos, células plasmáticas y granulomas de cuerpo extraño, así como la presencia de edema, restos de sutura y la disposición y cantidad de fibras de colágeno. Además, en las ratas del estudio histológico se registró la variación del peso del animal entre la primera y la segunda intervención. el estudio biomecánico consistió en 2 grupos de 10 ratas cada uno en función del momento del sacrificio (5 y 10 días). Dentro de cada grupo, 5 tendones se emplearon para el grupo biosutura y 5 tendones para el grupo sutura + inyección. De los 10 tendones contralaterales que servían de control, se emplearon 5 para ser incluidos en el grupo control. Las variables estudiadas en el estudio biomecánico fueron: fuerza máxima hasta la rotura, deformación máxima del tejido, rigidez y energía absorbida hasta la rotura. se realizó un análisis estadístico, presentando los resultados obtenidos con los valores de significación estadística para comparación de medias, estableciendo las diferencias estadísticamente significativas cuando la p< 0.05. hipótesis de trabajo - hipótesis nula: el aporte de ascs a la reparación tendinosa no mejora las características de la cicatrización en cuanto a resultados biomecánicos y hallazgos histológicos, respecto a los tendones suturados en donde no se han empleado ascs. - hipótesis alternativa: el aporte de ascs a la reparación tendinosa mejora las características de la cicatrización en cuanto a resultados biomecánicos y hallazgos histológicos, respecto a los tendones suturados en donde no se han empleado ascs. resultados estudio biomecánico. sacrificio a los 5 días: al comparar el grupo en el que se inyectaron las ascs frente al control, encontramos mejores resultados en todas las variables biomecánicas, salvo en la deformación, y un aumento de peso, en el grupo donde se inyectaron las ascs, siendo las diferencias significativas en las variables del estudio biomecánico de rigidez (p=0,047) y en las variaciones en el peso (p=0,035). Cuando comparamos las formas de aporte de las ascs en la zona de la tenotomía, encontramos en todas las variables biomecánicas mejores resultados en el grupo donde se han inyectado ascs y un aumento de peso, siendo estas diferencias significativas en las variables fuerza máxima hasta rotura (p=0,028), rigidez (p=0,028) y energía absorbida hasta la rotura (p=0,047), además de en las variaciones del peso (p=0,009). sacrificio a los 10 días: al comparar los grupos control frente a biosutura, se obtuvieron mejores resultados en el grupo control en todas las variables del estudio biomecánico, salvo en la fuerza, pero se registró una menor pérdida de peso en el grupo de las biosuturas, aunque en ninguna variable se obtuvieron diferencias significativas. Al comparar los resultados de los grupos control frente a sutura + inyección, todas las variables biomecánicas fueron mejores para el grupo de sutura + inyección, y se produjo en este grupo un aumento de peso, siendo estas diferencias significativas tan solo en las variaciones del peso (p=0,008). Comparando las dos formas de aporte de ascs al lugar de la tenotomía, los resultados de las variables biomecánicas fueron mejores en el grupo de sutura + inyección y se produjo aumento de peso, siendo tan solo la diferencia significativa en las variaciones del peso (p=0,009). estudio histológico las diferencias en los patrones histológicos entre los diferentes grupos son más evidentes en la fase inicial de la lesión tendinosa, igualándose a las 8 semanas. Los grupos en los que se administraron células madre mostraron un patrón de inflamación más evolucionado y atípico en cuanto un menor número de polimorfonucleares y más células plasmáticas. El grupo al que se le administraron células inyectadas alcanzaba más precozmente un patrón histológico más similar a la normalidad que cuando se empleaban biosuturas. discusión la adición de células madre a la zona de reparación tendinosa pretende mejorar el proceso de cicatrización, para así reducir el tiempo de inmovilización, y disminuir la inflamación local que evite el desarrollo de adherencias. Las células madre derivadas de la grasa han sido utilizadas para diferenciación de las mismas en distintos tipos celulares. No conocemos publicaciones en las que se hayan utilizado estas células para la reparación de tendones. una de las principales ventajas del modelo experimental ha sido el animal de experimentación: las ratas presentan gran similitud en la región del tendón de aquiles con los humanos y al tratarse de ratas singénicas, nos permite emplear células de forma autóloga. Tras la revisión de la bibliografía se confirmó la necesidad de resecar un fragmento del tendón del músculo plantar para evitar el efecto férula, y también de dar libertad de movimiento a la rata, ya que la restricción del mismo tiene un efecto negativo sobre la cicatrización del tendón. de los resultados obtenidos, es interesante la variación en la variable peso. En todas las ratas del grupo sutura más inyección, se evidenció un incremento del mismo, mientras que en los otros grupos los resultados son variables. Este hallazgo se puede interpretar como que la presencia de células madre en grandes cantidades produce un efecto antinflamatorio, y por lo tanto un menor dolor y un menor gasto energético. Interpretamos que las diferencias encontradas respecto a los otros dos grupos se deben de forma directa al número de células aportadas a la reparación. Este efecto antinflamatorio ha sido reflejado en otros estudios sobre modelos experimentales de fístulas digestivas y anastomosis cólicas. en los estudios biomecánicos hay mejoría significativa a los 5 días en el grupo de sutura más inyección, al compararlo con los otros grupos. Al comparar los grupos control frente a biosutura a los 5 días, hemos encontrado mejores resultados en el primero, aunque éstos no mostraran diferencias significativas. Estos resultados se igualan a los 10 días. La interpretación que damos es que el efecto antinflamatorio que producen las células madre en el sitio de la reparación, principalmente observado en las preparaciones histológicas a corto plazo, no se traduce en un beneficio en los parámetros biomecánicos. desde un punto de vista histológico, en los resultados encontrados a partir de la semana, observamos que los patrones del grupo sutura más inyección son completamente distintos a los vistos en los otros dos grupos. Los patrones vistos en los grupos control y de biosutura son similares aunque difieren en el tiempo: los hallazgos encontrados en el grupo biosutura los vemos más tempranos que en el grupo control, principalmente a partir de la 2ª semana. También destaca de las preparaciones histológicas la disposición de las fibras de colágeno. Hemos encontrado los mismos resultados descritos en la literatura: a medida que evoluciona el proceso reparativo, va aumentando en número de fibras, disminuye la celularidad entre las mismas y la orientación de las fibras va siendo a lo largo del eje longitudinal del tendón. las principales limitaciones que encontramos para extrapolar nuestros resultados a la práctica clínica son tres: el tendón de aquiles de la rata carece de peritenon, que consideramos juega un papel importante, sobre todo en cuanto al desarrollo de adherencias; el metabolismo de las ratas es mucho mayor, por lo que el proceso de cicatrización es más rápido; y por último, el modelo de rotura aguda no se plantea partiendo de un tendón previamente degenerado.
Datos académicos de la tesis doctoral «Uso de células madre derivadas de la grasa en las roturas agudas del tendón de aquiles. estudio experimental en ratas.«
- Título de la tesis: Uso de células madre derivadas de la grasa en las roturas agudas del tendón de aquiles. estudio experimental en ratas.
- Autor: Jorge Payo Rodriguez
- Universidad: Autónoma de Madrid
- Fecha de lectura de la tesis: 15/07/2010
Dirección y tribunal
- Director de la tesis
- Ana María Díaz Martín
- Tribunal
- Presidente del tribunal: damian García olmo
- José Antonio Andrades gomez (vocal)
- Javier Escalera alonso (vocal)
- José Miguel Sanz anquela (vocal)