Reconstrucción por ingeniería tisular de pérdidas volumétricas de músculo esquelético

Abstract

La medicina regenerativa tiene como objeto sustituir, reparar o promover la regeneración de tejidos y órganos dañados o enfermos. En el músculo esquelético, la pérdida volumétrica de masa muscular (VML) es una lesión muy grave, que por sus características impide la regeneración, evolucionando irreversiblemente hacia la fibrosis. Las técnicas de ingeniería tisular intentan ofrecer una alternativa terapeútica a la lesión VML, entre las que destacan el implante de bioscaffolds celulares y acelulares para estimular y potenciar la regeneración muscular. Dentro de estas, se han ensayado la combinación de scaffolds combinados con células mesenquimales derivadas de tejido adiposo. Sin embargo, hasta el momento no se ha abordado la utilización directa del tejido adiposo. El objetivo principal de este estudio fue determinar las características histológicas de un músculo esquelético reconstruido mediante el trasplante de tejido adiposo autólogo en una lesión VML inducida experimentalmente, y compararla con la implantación de diferentes bioscaffolds acelulares. La lesión VML fue inducida mediante la extracción de un fragmento muscular del músculo tibial anterior de ratas Wistar. En el defecto, se injertó tejido adiposo subcutáneo inguinal de la misma rata. Los animales fueron sacrificados 7, 14, 21, 28 y 60 días después del trasplante. En otros grupos de ratas, la lesión se trató con diferentes implantes (matriz muscular descelularizada, Osteovit® e hidrogel de fibrinaagarosa). Previamente al sacrificio de los animales se realizó una evaluación ecográfica de los músculos. Las muestras musculares fueron procesadas para su estudio histológico. Se utilizaron técnicas histológicas, histoquímicas, inmunohistoquímicas y morfométricas. Nuestros resultados apoyan la hipótesis de que, al menos desde un punto de vista morfológico, el trasplante autólogo de tejido adiposo favorece la reconstrucción después de una pérdida volumétrica de músculo esquelético combinando la respuesta regenerativa inherente del propio órgano y la diferenciación miogénica de las células madre presentes en el tejido adiposo. Sin embargo, en nuestro estudio, el neomúsculo formado exhibió diferencias histológicas en comparación con el músculo esquelético normal. Ninguno de los bioscaffolds acelulares evaluados favoreció la reconstrucción muscular. Los resultados ecográficos estuvieron en buena correlación con las observaciones histológicas. En nuestra opinión, los resultados obtenidos son relevantes desde un punto de vista clínico y tienen potencial traslacional, ya que podrían representar una alternativa al tratamiento de las lesiones VML.

Regenerative medicine is intended to replace, repair or promote the regeneration of damaged or diseased tissues and organs. In muscle, volumetric loss of muscle mass is a very serious injury, which due to its characteristics prevents regeneration, evolving irreversibly towards fibrosis. The tissue engineering techniques attempt to provide an alternative therapy to injury VML, among which the implant cellular and acellular bioscaffolds to stimulate and enhance muscle regeneration. Within these, the combination of scaffolds combined with mesenchymal cells derived from adipose tissue have been tested. However, the direct use of adipose tissue has not been addressed so far. The main objective of this study was to determine the histological characteristics of a reconstructed skeletal muscle by autologous adipose tissue transplantation in an experimentally induced VML lesion, and compare it with the implantation of different acellular bioscaffolds. The VML injury was induced by removal of a muscle fragment tibialis anterior muscle of Wistar rats. In the hole, inguinal subcutaneous adipose tissue of the same rat was grafted. Animals were sacrificed 7, 14, 21, 28 and 60 days posttransplantation. In other groups of rats, the lesion was treated with different implants (decellularized muscle matrix, Osteovit® and fibrin-agarose hydrogel. Prior to the sacrifice of the animals an ultrasound evaluation of the muscles was performed. Histological, histochemical, immunohistochemical and morphometric techniques were used. Our results support the hypothesis that, at least from a morphological point of view, autologous adipose tissue transplantation favors reconstruction following a volumetric loss of skeletal muscle by combining the inherent regenerative response of the organ itself and the myogenic differentiation of the stem cells present in the adipose tissue. However, in our study, the formed neo-muscle exhibited histological differences in comparison with the normal skeletal muscle. None of the acelular bioscaffolds tested favored muscle reconstruction. The ultrasound results were in good correlation with the histological observations. In our opinion, the results obtained are of clinical relevance and have translational potential since they could offer an alternative to the treatment of VML lesions.