Evaluación del efecto del estrés mecánico en la cinética y en la expresión proteica de células madre mesenquimales de médula ósea de rata

Abstract

En este trabajo de tesis, se estudia el efecto de protocolos rotacionales de agitación (y el estrés mecánico inducido por estos) en el cultivo de células madre mesenquimales de médula ósea de rata. Dichos protocolos de agitación fueron producidos en una incubadora prototipo de plataformas rotatorias. Con este sistema se pretende emular el ambiente dinámico que experimentan las células en ambientes fisiológicos cuando crecen en contacto con sustratos y medios que fluyen constantemente. En un contexto aplicativo, se intenta validar que bajo ciertas condiciones de agitación, las condiciones mejoradas de transferencia de masa y disposición de los sustratos podrían incrementar la tasa específica de crecimiento de células de mamífero bajo cultivo. La investigación analizó el efecto de 3 velocidades de rotación (3, 5 y 8 rpm) y 3 distancias radiales (denominadas extremo, medio y centro) en referencia al centro de rotación del sistema experimental. Adicionalmente se evaluó el cambio en la expresión de marcadores propios de células madre mesenquimales en las células sometidas a una velocidad de rotación de 3 rpm. Los resultados sugieren que la velocidad de 3 rpm propició un aumento en la tasa de crecimiento celular. Las velocidades de 5 y 8 rpm no tuvieron una diferencia estadística con respecto al crecimiento en condiciones estáticas. La distancia radial solo tuvo efecto en la vii tasa del crecimiento celular a 3 rpm. A esta velocidad y en la distancia radial extrema (12.9- 13.2 cm) y media (8.3-8.8 cm) la tasa de crecimiento específica se incrementó en 13.118% ± 0.335 y 12.141% ± 1.027, respectivamente. Adicionalmente, al octavo día de crecimiento a 3rpm y distancia extrema, la expresión del marcador CD54 se incrementó en un 21.44% con respecto a la condición de reposo y los marcadores de integrina, colágeno y fibronectina, disminuyeron en un 24.52%, 33.67% y 48.83%, respectivamente. En conclusión, condiciones benignas de agitación por campos rotacionales afectan positivamente la tasa de crecimiento de células madre mesenquimales, y modifican significativamente sus perfiles de expresión proteica.