4.4 System Development
4.4.2 Development of the EFDMS
Hasta ahora se ha descrito que las principales propiedades por las que las MSCs parecen ejercer su efecto beneficioso son sus capacidades para diferenciarse e implantarse en el tejido y su habilidad para regular el entorno mediante sus mecanismos paracrinos e inmunorreguladores, que además les confieren la posibilidad de evadir al sistema inmune, junto con su patrón de expresión del MHC, cuando son administradas de forma alogénica. Una pregunta que surge cuando se estudian estos mecanismos terapéuticos es: si las células son capaces de diferenciarse y también de inmunomodular, ¿qué sucede con sus propiedades inmunológicas cuando se diferencian? Una estrategia terapéutica propuesta para facilitar su anidamiento in vivo es el uso MSCs pre-diferenciadas (Ham et al., 2015), en ese caso ¿seguirán siendo capaces de evadir al sistema inmune o causarán una reacción mayor que si se administraran de forma indiferenciada? ¿Qué pasará si además se encuentran con un entorno inflamatorio? Varios estudios han tratado de esclarecer estas preguntas, aunque los resultados
mostrados son bastante contradictorios y actualmente no se conoce de forma certera el efecto
in vivo de la diferenciación de MSCs alogénicas sobre su perfil inmune.
Al estudiar la expresión de MHC-I y MHC-II en MSCs humanas diferenciadas a los tres linajes y el efecto de la estimulación con IFNγ sobre ellas, se observó que la diferenciación adipogénica disminuía la expresión de MHC-I y que MHC-II no era detectado incluso tras la estimulación con IFNγ. Lo mismo sucedió en la osteogénesis, pero en este caso IFNγ sí incrementó la expresión de MHC-I en los osteoblastos, mientras que las MSCs inducidas a condrocitos expresaron MHC-I pero no MHC-II. Ninguna de estas células indujo una reacción de proliferación en las células T alogénicas y, de hecho, en algunos casos hubo un efecto supresor, aunque podría ser debido a que en el cultivo todavía se encontraran MSCs sin diferenciar. Esto sugiere que las MSCs continuarían teniendo propiedades inmunosupresoras tras la diferenciación, por lo que serían capaces de evadir al sistema inmune (Le Blanc et al., 2003a). En otro estudio, se mostró que las BM-MSCs murinas indiferenciadas y diferenciadas a osteoblasto y estimuladas o no con IFNγ no inducían reacción proliferativa por parte de las células T alogénicas in vitro, pese a que la expresión de MHC-II y de las moléculas co- estimuladoras CD80 y CD86 aumentó tanto en las MSCs diferenciadas como en las indiferenciadas tras la estimulación con IFNγ, lo cual sugiere que las MSCs diferenciadas a osteoblastos seguirían siendo capaces de evadir al sistema inmune (Zhang et al., 2009b). La diferenciación a linaje neuronal de BM-MSCs humanas produce el aumento en la expresión de MHC-I, MHC-II y CD80, aumentando además la expresión de las dos primeras si las células se someten a IFNγ. Sin embargo, estas células no inducen respuesta proliferativa por parte de células T alogénicas, indicando que la diferenciación al linaje neuronal de las MSCs no afectaría a su inmunogenicidad (Liu et al., 2006a). En otro estudio se observó que los osteoblastos derivados de la diferenciación de las MSCs no expresaron MHC-II y no indujeron proliferación por parte de células T alogénicas, fueron capaces de suprimir su proliferación y secretaron las citoquinas antiinflamatorias IL-10 y TGF-β1, sugiriendo que las MSCs pueden mantener sus propiedades inmuno-evasivas e inmunomoduladoras in vitro tras la diferenciación a osteoblasto. Sin embargo, al utilizarlas en un modelo in vivo de injerto de piel, las MSCs diferenciadas parecieron perder sus propiedades inmunorreguladoras (Liu et al., 2006b).
Por otra parte, otros estudios más recientes han mostrado que las MSCs humanas diferenciadas a osteoblasto sí serían capaces de estimular la proliferación de células T alogénicas y además, de expresar las moléculas co-estimuladoras CD80 y CD86 sin ser estimuladas con IFNγ, sugiriendo que el proceso de diferenciación de las MSCs las haría más inmunogénicas (Shi et al., 2010). En un modelo murino de infarto de miocardio, la administración de MSCs alogénicas pre-diferenciadas a miocardiocito produjo una reacción de rechazo inmune, mientras que las MSCs alogénicas indiferenciadas persistieron hasta un mes en el miocardio, sin generar efectos adversos e incluso produciendo una mejora funcional (Xia y Cao, 2013). La diferenciación condrogénica de las MSCs condujo a una pérdida en su capacidad para inhibir la proliferación de las células T in vitro, lo cual se vio asociado la disminución en la secreción de NO y PGE2. Además, la diferenciación condrogénica alteraría la inmunogenicidad de las MSCs, haciéndolas capaces de inducir la proliferación de células T alogénicas y aumentando su susceptibilidad a ser lisadas por linfocitos T citotóxicos alo- específicos. La implantación in vivo de condrocitos alogénicos derivados de MSCs y
encapsulados en alginato indujo además una respuesta local y sistémica de memoria de las células T (Ryan et al., 2014).
Aunque la bibliografía sobre el tema muestra resultados contradictorios, deja evidencia de que el perfil secretor de las MSCs se ve alterado por la diferenciación, lo que se traduciría en consecuencias negativas para la supervivencia de las MSCs alogénicas in vivo una vez diferenciadas, pudiendo afectar potencialmente a su efecto terapéutico. La respuesta de rechazo inmune podría además tener efectos adversos para el individuo, y muchos de los estudios muestran un incremento en la expresión de moléculas inmunogénicas que podría conducir a esta reacción. Sin embargo, otros estudios muestran que no hay un aumento en la inmunogenicidad o en la expresión de MHC y de moléculas co-estimuladoras. La pre-activación con IFNγ de las MSCs diferenciadas podría aumentar su capacidad inmunosupresora in vivo, de forma que mantuvieran sus propiedades inmuno-evasivas. Otras estrategias podrían ser la administración de estas células encapsuladas en soportes que las protegieran del reconocimiento por el sistema inmune, o bien la manipulación genética para inhibir la expresión del MHC. Se necesitan más estudios para aclarar las implicaciones de la diferenciación en las propiedades inmunológicas de las MSCs, comenzando por investigar si la respuesta inmune frente a MSCs alogénicas afecta a su potencial terapéutico, cómo afecta la diferenciación a las propiedades paracrinas de las MSCs in vivo, o cual es la supervivencia y el estado funcional a largo plazo de las MSCs trasplantadas (Lohan et al., 2014).