1,721,002 research outputs found
Elucidation of the molecular and bionergetic mechanisms underlying the resistance to oxidatives stress and the pro-recovery effect of H2O2- preconditioned adipose-derived stem cells
Full text link209 p.In the field of regenerative medicine, it has been pointed out the relevance of human adipose derived stem cells (hASCs) for cell therapy. They can be easily obtained, have low immunogenicity, and secrete soluble factors that could regulate neuroinflammation and oxidative stress. However, their transplantation at the site of injury results in a low percentage of survival and engraftment, mainly due to the harsh microenvironment they encounter. To address this issue, it is imperative to pre-adapt cells, so that they resist harmful environmental factors such as oxidative stress. In this study, we preconditioned hASCs (PC-hASCs) with low doses of H2O2 and evaluated their resistance to an oxidative stress insult. PC-hASCs displayed lower levels of ROS, apoptosis and cytotoxicity than hASCs, indicating their increased capacity to resist to oxidative stress. In addition, we analyzed the molecular and bioenergetic mechanisms underlying the survival and adaptation of PC-hASCs under oxidative stress. On these conditions, PC-hASCs i, reduce intracellular ROS levels by overexpressing the transcription factor NRF2 and their related antioxidant enzymes HO-1, SOD-1, GPx-1, and CAT; ii, reduce the secretion of pro-inflammatory molecules COX-2 and IL-1ß by attenuating the expression of NF-kB, and iii, increase the total ATP production rate by adapting their metabolism in order to meet the bioenergetic demand required to survive. Finally, we evaluated the therapeutic role of PC-hASCs to overcome the deleterious effect of oxidative stress in an oligodendroglial cell population, and proved that PC-hASCs restored cell viability and diminished the intracellular ROS levels of these damaged oligodendrocytes by promoting their antioxidant response.Altogether, these findings support that PC-hASCs, given their beneficial advantages, might be considered an important breakthrough in cell¿based therapies
Disfunción de las células precursoras dérmicas asociada al envejecimiento cutáneo: SOX2 como regulador del destino del linaje celular
Full text link204 p.Durante el envejecimiento se produce una disminución funcional progresiva de los tejidos, a la cual subyace la pérdida del potencial regenerativo por alteraciones en el funcionamiento de las células madre/precursoras residentes del tejido. En la piel, una población de células precursoras dérmicas es trazada por la expresión de Sox2, conocido por su función en el mantenimiento de las células madre. En este tejido, los niveles de Sox2 modulan la transición entre diferentes estadios celulares gliales y perivasculares con capacidad multipotente. En este trabajo hipotetizamos que la disminución funcional dérmica que ocurre en el envejecimiento es consecuencia de alteraciones en las poblaciones de células precursoras Sox2+. Utilizando los modelos animales C57BL/6J y Sox2EGFP envejecidos cronológicamente, hemos encontrado alteraciones en los nichos dérmicos nervioso y vascular, en conjunto con una disminución in vitro en la capacidad proliferativa, en el potencial de diferenciación, y un aumento de la senescencia celular. Más aún, la cantidad total de células precursoras Sox2+ disminuye con la edad, pero esta pérdida es acusada en la fracción celular con altos niveles de expresión de Sox2, mientras que aquella con bajos niveles de expresión parece estar menos afectada por el envejecimiento. Estos cambios, producto de alteraciones proliferativas selectivas, afectan al potencial de diferenciación hacia los linajes neural y mesodérmico. De hecho, en el animal heterocigoto Sox2EGFP hay un mayor compromiso adiposo, incluso desde edades jóvenes, que es concomitante con una disminución de la celularidad, resultando en alteraciones tempranas de la estructura de la matriz extracelular dérmica. Los resultados de este trabajo proponen la importancia de Sox2 en el mantenimiento de la homeostasis dérmica durante el envejecimiento, a través de la regulación de diversas poblaciones celulares en la piel
Modulación de la capacidad de la respuesta reparadora de las células madre mesenquimales derivadas de tejido adiposo.
Full text link178 p.El aumento de la esperanza de vida y el consecuente envejecimiento de la población ha dado lugar alincremento de la incidencia de diversas enfermedades en cuya fisiopatología interviene un estado inflamatorio crónico y de estrés oxidativo en el tejido afectado. La alta prevalencia de las enfermedades anteriormente mencionadas, así como su coste sociosanitario asociado, hacen necesario intensificar la investigación en el ámbito del estrés oxidativo y la cronificación de la inflamación con el objetivo de proponer estrategias terapéuticas más efectivas. Una de las estrategias más estudiadas ha sido la terapia antioxidante con diferentes fármacos. Por otro lado, en la actualidad, la terapia con células madre mesenquimales derivadas de tejido adiposo (AMSCs) supone un gran avance en la medicina regenerativa debido a las propiedades inmunomoduladoras, antiinflamatorias y antioxidantes de estas células. Además,se ha observado que es posible mejorar su capacidad reparadora mediante su exposición a un estímulo preacondicionador in vitro. En el presente trabajo hemos combinado diferentes técnicas de biología celular y molecular para evaluar el efecto de los siguientes tratamientos: (i) la terapia antioxidante conNAC, (ii) la terapia celular con AMSCs en co-cultivo o con su medio acondicionado (MSD), (iii) la terapiacelular combinada con NAC, y (iv) el medio acondicionado (MPSD) de AMSCs preacondicionadas condosis bajas de H2O2 (AMSCs-P). Los resultados muestran que el estrés oxidativo reduce la viabilidad delos fibroblastos de forma dosis dependiente. El tratamiento con NAC aumenta los niveles intracelularesde GSH y disminuye los radicales libres del oxígeno, pero no produce una recuperación de la proliferación de los fibroblastos sometidos a oxidación. El co-cultivo con AMSCs, así como eltratamiento con MSD, induce un aumento de la viabilidad y la recuperación de la proliferación de dichos fibroblastos. Esta terapia celular con AMSCs, se ve incrementada con la adición de NAC al medio decultivo. Por último, se ha observado que el MPSD ejerce un mayor efecto terapéutico sobre los fibroblastos oxidados que el MSD debido, al menos en parte, a un incremento en la capacidad antioxidantedel MPSD
Efecto fotoprotector del medio acondicionado por las hASCs pre-acondicionadas con H2O2 sobre fibroblastos dérmicos sometidos a la radiación UV-B
Full text link218 p.El fotoenvejecimiento es un proceso complejo caracterizado por un conjunto de alteraciones cutáneas inducidas por la exposición continuada a la radiación UV-B y el consecuente estrés oxidativo celular.Actualmente, la terapia celular con células madre mesenquimales (MSCs) surge como una alternativa prometedora en la prevención del fotoenvejecimiento, gracias a su capacidad de regeneración celular, sus propiedades pro-angiogénicas y su protección frente al estrés oxidativo. Sin embargo, a pesar de su potencialidad terapéutica, la utilización de MSCs no está exenta de dificultades, fundamentalmente relacionadas con el mantenimiento de su viabilidad, propiedades y función antes y después de la implantación in vivo. Para hacer frente a estas limitaciones se han desarrollado distintas estrategias de pre-acondicionamiento in vitro de las MSCs basadas, entre otras, en incrementar la resistencia frente al estrés oxidativo mediante su exposición durante un corto periodo de tiempo a bajas concentraciones de H2O2. Dicho pre-acondicionamiento permite además estimular la actividad paracrina de dichas células, la cual puede reducir los factores pro-inflamatorios y limitar el desarrollo de fibrosis.En este trabajo hemos demostrado, en primer lugar, que las células madre mesenquimales humanas derivadas de tejido adiposo (hASCs, unas de las más frecuentemente utilizadas en medicina regenerativa) poseen mayor resistencia frente al efecto nocivo de la radiación UV-B respecto a la de los HFFs. En segundo lugar, que el pre-acondicionamiento de las hASCs con H2O2 aumenta la capacidad de respuesta de estas células al estrés oxidativo causado por la radiación UV-B, evidenciado por la mayor actividad del sistema antioxidante celular inducido por Nrf2, el aumento de su viabilidad y de su capacidad de migración. En tercer lugar, hemos demostrado, que el tratamiento con el medio acondicionado (CM) de las hASC preacondicionadas (PC/CM) ejerce un efecto citoprotector de los HFFs frente al daño lesivo de la radiación UV-B, demostrado por un aumento de la viabilidad y disminución del porcentaje de apoptosis y de senescencia de estas células. Además, ante dichas condiciones lesivas, se reducen lasíntesis de MMP-1 y el efecto deletéreo de dicha radiación sobre la capacidad migratoria y sobre la síntesis de colágeno tipo I de dichas células, fundamentales en el proceso de remodelación de la MEC y de regeneración dérmica.En conclusión, el tratamiento con el CM de las hASCs pre-acondicionadas con H2O2 ejerce un efecto protector de los HFFs frente a la radiación UV-B, lo que sugiere que la actividad paracrina de los derivados de las hASCs puede resultar una terapia prometedora en la prevención del fotoenvejecimeinto
Efecto fotoprotector del medio acondicionado por las hASCs pre-acondicionadas con H2O2 sobre fibroblastos dérmicos sometidos a la radiación UV-B
Full text link218 p.El fotoenvejecimiento es un proceso complejo caracterizado por un conjunto de alteraciones cutáneas inducidas por la exposición continuada a la radiación UV-B y el consecuente estrés oxidativo celular.Actualmente, la terapia celular con células madre mesenquimales (MSCs) surge como una alternativa prometedora en la prevención del fotoenvejecimiento, gracias a su capacidad de regeneración celular, sus propiedades pro-angiogénicas y su protección frente al estrés oxidativo. Sin embargo, a pesar de su potencialidad terapéutica, la utilización de MSCs no está exenta de dificultades, fundamentalmente relacionadas con el mantenimiento de su viabilidad, propiedades y función antes y después de la implantación in vivo. Para hacer frente a estas limitaciones se han desarrollado distintas estrategias de pre-acondicionamiento in vitro de las MSCs basadas, entre otras, en incrementar la resistencia frente al estrés oxidativo mediante su exposición durante un corto periodo de tiempo a bajas concentraciones de H2O2. Dicho pre-acondicionamiento permite además estimular la actividad paracrina de dichas células, la cual puede reducir los factores pro-inflamatorios y limitar el desarrollo de fibrosis.En este trabajo hemos demostrado, en primer lugar, que las células madre mesenquimales humanas derivadas de tejido adiposo (hASCs, unas de las más frecuentemente utilizadas en medicina regenerativa) poseen mayor resistencia frente al efecto nocivo de la radiación UV-B respecto a la de los HFFs. En segundo lugar, que el pre-acondicionamiento de las hASCs con H2O2 aumenta la capacidad de respuesta de estas células al estrés oxidativo causado por la radiación UV-B, evidenciado por la mayor actividad del sistema antioxidante celular inducido por Nrf2, el aumento de su viabilidad y de su capacidad de migración. En tercer lugar, hemos demostrado, que el tratamiento con el medio acondicionado (CM) de las hASC preacondicionadas (PC/CM) ejerce un efecto citoprotector de los HFFs frente al daño lesivo de la radiación UV-B, demostrado por un aumento de la viabilidad y disminución del porcentaje de apoptosis y de senescencia de estas células. Además, ante dichas condiciones lesivas, se reducen lasíntesis de MMP-1 y el efecto deletéreo de dicha radiación sobre la capacidad migratoria y sobre la síntesis de colágeno tipo I de dichas células, fundamentales en el proceso de remodelación de la MEC y de regeneración dérmica.En conclusión, el tratamiento con el CM de las hASCs pre-acondicionadas con H2O2 ejerce un efecto protector de los HFFs frente a la radiación UV-B, lo que sugiere que la actividad paracrina de los derivados de las hASCs puede resultar una terapia prometedora en la prevención del fotoenvejecimeinto
Development of a cartilage tissue engineering construct based on hASCs spheroids differentiated under hypoxia in a chitosan/chitin nanocrystals 3D scaffold.
Full text link212 p.The generation of a cartilage tissue engineering (TE) construct is currently a viable strategy for the treatment of osteoarthritis. Such construct requires a biomaterial with optimal properties, including biocompatibility, biodegradability and porosity, among others. Natural polymers like, CH and CS are attractive building block for the development of biomaterials for TE applications. We investigated the role of the incorporation of chitin nanoforms (i.e., nanocrystals or nanofibers) into Genipin-chitosan crosslinked (GCS) matrices designed in two different shapes, 2D films and 3D porous scaffolds. The aim was to assess the potential of these biomaterials as support for L-929 murine fibroblast cell line and human adipose-derived stem cells (hASCs) growth.The incorporation of chitin nanocrystals or nanofibers on the GCS 2D films and 3D porous scaffolds displayed better swelling properties and enhanced the mechanical performance when compared to nanoform-free GCS materials. Furthermore, our data showed that these biomaterials provide topological cues to support hASCs growth. The incorporation of low concentration of chitin nanoforms, in particular,was found to be the most appropriate supports for the proliferation and adhesion of hASCs.As cell source, hASCs have shown potential for cartilage regeneration when cultured in the appropriate conditions. Moreover, it has been suggested that physiological low oxygen (hypoxia) can significantly improve hASCs adhesion, proliferation and chondrogenic differentiation while preventing their osteogenic differentiation. We first investigated the chondrogenic potential of the hASCs spheroids and demonstrated that were positive to cartilage-specific markers including collagen type II (COL2A1) and aggrecan (ACAN), while lacked expression in the osteogenic differentiation marker collagen type I (COL1A2). Moreover, hypoxia inducible factor 1¿, which positively directs COL2A1 and ACAN expression, was upregulated in chondrospheroids cultured under hypoxia.Finally, this 3D culture hypoxic system created a pro-chondrogenic environment that allowed hASCs to differentiate into the chitosan/chitin nanocrystals 3D porous scaffold producing a chondral extracellular matrix with a high sulphated glucosaminoglycan content, which is characteristic of articular cartilage. This 3D chondrogenic differentiation model mimics the in vivo cartilage environment during the embryonic development, which entails a further step in cartilage TE, having potential application for articular cartilage regeneration
Modulación de la capacidad de la respuesta reparadora de las células madre mesenquimales derivadas de tejido adiposo.
Full text link178 p.El aumento de la esperanza de vida y el consecuente envejecimiento de la población ha dado lugar alincremento de la incidencia de diversas enfermedades en cuya fisiopatología interviene un estado inflamatorio crónico y de estrés oxidativo en el tejido afectado. La alta prevalencia de las enfermedades anteriormente mencionadas, así como su coste sociosanitario asociado, hacen necesario intensificar la investigación en el ámbito del estrés oxidativo y la cronificación de la inflamación con el objetivo de proponer estrategias terapéuticas más efectivas. Una de las estrategias más estudiadas ha sido la terapia antioxidante con diferentes fármacos. Por otro lado, en la actualidad, la terapia con células madre mesenquimales derivadas de tejido adiposo (AMSCs) supone un gran avance en la medicina regenerativa debido a las propiedades inmunomoduladoras, antiinflamatorias y antioxidantes de estas células. Además,se ha observado que es posible mejorar su capacidad reparadora mediante su exposición a un estímulo preacondicionador in vitro. En el presente trabajo hemos combinado diferentes técnicas de biología celular y molecular para evaluar el efecto de los siguientes tratamientos: (i) la terapia antioxidante conNAC, (ii) la terapia celular con AMSCs en co-cultivo o con su medio acondicionado (MSD), (iii) la terapiacelular combinada con NAC, y (iv) el medio acondicionado (MPSD) de AMSCs preacondicionadas condosis bajas de H2O2 (AMSCs-P). Los resultados muestran que el estrés oxidativo reduce la viabilidad delos fibroblastos de forma dosis dependiente. El tratamiento con NAC aumenta los niveles intracelularesde GSH y disminuye los radicales libres del oxígeno, pero no produce una recuperación de la proliferación de los fibroblastos sometidos a oxidación. El co-cultivo con AMSCs, así como eltratamiento con MSD, induce un aumento de la viabilidad y la recuperación de la proliferación de dichos fibroblastos. Esta terapia celular con AMSCs, se ve incrementada con la adición de NAC al medio decultivo. Por último, se ha observado que el MPSD ejerce un mayor efecto terapéutico sobre los fibroblastos oxidados que el MSD debido, al menos en parte, a un incremento en la capacidad antioxidantedel MPSD
Efecto neuroprotector del medio acondicionado por células madre mesenquimales de tejido adiposo. Estudio sobre un modelo de estrés oxidativo inducido en la línea SH-SY5Y.
Full text link176 p.Las enfermedades neurodegenerativas suponen un reto en el área de investigación biomédica, debido a su alta prevalencia derivada del envejecimiento de la población y a su coste sociosanitario. Por estas razones, resulta necesario el planteamiento de nuevas estrategias terapéuticas que aborden dos de los elementos clave en la fisiopatología de estas enfermedades neurológicas, la neuroinflamación y el estrés oxidativo. En el presente trabajo hemos combinado diferentes técnicas bioquímicas, electrofisiológicas e inmunohistoquímicas para evaluar el efecto terapéutico de las células madre mesenquimales humanas de tejido adiposo (ADSCs) y del medio acondicionado por estas células (ADSC-MA), frente a la neurotoxicidad inducida por estrés oxidativo. Dicha evaluación se ha realizado en un nuevo modelo de estrés oxidativo in vitro sobre células SH-SY5Y diferenciadas a estirpe neuronal mediante el tratamiento con ec23+BDNF (SH-SY5Yd). Además, hemos analizado si el efecto de la adición del factor de crecimiento BDNF o de un agente antioxidante como la N-acetilcisteína (NAC) al tratamiento con ADSC-MA mejora en mayor medida la recuperación de las células SH-SY5Yd dañadas con H2O2.Los resultados obtenidos en el estudio muestran que la exposición de las células SH-Y5Y a los agentes ec23+BDNF induce una óptima diferenciación hacía fenotipo neuronal, con una amplia arborización de neuritas largas y finas, lo que constituye un modelo reproducible y válido para estudios in vitro de toxicidad neuronal. La exposición de estas células diferenciadas a dosis moderadas de H2O2 altera el patrón morfológico (aparición de vesículas axonales relacionadas con la degeneración axonal) y electrofisiológico normales, y reduce de forma significativa su viabilidad. El tratamiento de las células SH-SY5Yd sometidas a estrés oxidativo con ADSC-MA permite la recuperación de los patrones morfológico y electrofisiológico, así como la viabilidad de dichas células. Este efecto está asociado a una reducción moderada de las especies reactivas del oxígeno (ROS) en dichas células, así como a la presencia en el MA de los factores BDNF y GDNF.El aporte adicional de BDNF al ADSC-MA previo al tratamiento de las células SH-SY5Yd sometidas a estrés oxidativo, no supone ningún beneficio terapéutico añadido respecto al obtenido con el tratamiento único con dicho MA.Por último, la adición de NAC al ADSC-MA reduce la eficacia terapéutica de dicho MA, lo cual se correlaciona, al menos en parte, con una drástica reducción de los niveles intracelulares de ROS producida por dicha combinación terapéutica
Elucidation of the molecular and bionergetic mechanisms underlying the resistance to oxidatives stress and the pro-recovery effect of H2O2- preconditioned adipose-derived stem cells
Full text link209 p.In the field of regenerative medicine, it has been pointed out the relevance of human adipose derived stem cells (hASCs) for cell therapy. They can be easily obtained, have low immunogenicity, and secrete soluble factors that could regulate neuroinflammation and oxidative stress. However, their transplantation at the site of injury results in a low percentage of survival and engraftment, mainly due to the harsh microenvironment they encounter. To address this issue, it is imperative to pre-adapt cells, so that they resist harmful environmental factors such as oxidative stress. In this study, we preconditioned hASCs (PC-hASCs) with low doses of H2O2 and evaluated their resistance to an oxidative stress insult. PC-hASCs displayed lower levels of ROS, apoptosis and cytotoxicity than hASCs, indicating their increased capacity to resist to oxidative stress. In addition, we analyzed the molecular and bioenergetic mechanisms underlying the survival and adaptation of PC-hASCs under oxidative stress. On these conditions, PC-hASCs i, reduce intracellular ROS levels by overexpressing the transcription factor NRF2 and their related antioxidant enzymes HO-1, SOD-1, GPx-1, and CAT; ii, reduce the secretion of pro-inflammatory molecules COX-2 and IL-1ß by attenuating the expression of NF-kB, and iii, increase the total ATP production rate by adapting their metabolism in order to meet the bioenergetic demand required to survive. Finally, we evaluated the therapeutic role of PC-hASCs to overcome the deleterious effect of oxidative stress in an oligodendroglial cell population, and proved that PC-hASCs restored cell viability and diminished the intracellular ROS levels of these damaged oligodendrocytes by promoting their antioxidant response.Altogether, these findings support that PC-hASCs, given their beneficial advantages, might be considered an important breakthrough in cell¿based therapies
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