Thesis: Secreción de TGF-β3 por células madre mesenquimáticas y su aplicación en la ingeniería de tejidos
| datacite.subject.fos | Medical and Health sciences | |
| dc.contributor | Universidad Técnica Federico Santa María | |
| dc.contributor | Pontificia Universidad Católica de Valparaíso | |
| dc.contributor.department | Dirección de Postgrado y Programas | |
| dc.contributor.guia | Young Anze, Manuel | |
| dc.coverage.spatial | Campus Casa Central Valparaíso | |
| dc.creator | Somoza Palacios, Rodrigo Alfonso | |
| dc.date.accessioned | 2025-11-12T12:06:06Z | |
| dc.date.available | 2025-11-12T12:06:06Z | |
| dc.date.issued | 2012 | |
| dc.description.abstract | Se estima que cada año millones de personas en el mundo quedan con cicatrices en la piel después de sufrir algún trauma o enfermedades degenerativas. La ingeniería de tejidos ha permitido el desarrollo de estrategias en aquellos casos donde las metodologías de curación tradicionales no logran una adecuada recuperación del tejido. Estas estrategias se basan principalmente en el uso de sustitutos de piel construidos a partir de matrices y células, que luego del daño son implantados. Uno de los modelos celulares más utilizados son las células madre mesenquimáticas (MSC), cuyo potencial terapéutico es alto debido a su capacidad de diferenciación multipotente, facilidad de aislamiento desde múltiples tejidos adultos y secreción de factores de crecimiento (FC). Esta actividad trófica ha emergido como la principal función terapéutica de las MSC cuando son implantadas. Estas observaciones han permitido comprender que el nicho *in vivo* de las MSC corresponde a los pericitos, participando en procesos de homeostasis y reparación de tejidos vascularizados. Las MSC secretan una gran variedad de citoquinas y factores de crecimiento que median procesos antiapoptóticos, angiogénicos, inmunorregulatorios y regenerativos, entre otros. Dentro de estos FC, algunos han sido descritos como importantes en aplicaciones de ingeniería de tejidos, tales como bFGF, VEGF, PDGF y HGF. Sin embargo, hasta donde se sabe, no se ha descrito la secreción de TGF-β3 por MSC. Este factor cumple un rol clave en la regeneración y calidad de la reparación tisular sin formación de cicatriz. Dado que las MSC son consideradas pericitos que orquestan procesos de reparación en tejidos vascularizados, se ha propuesto que son activadas mediante señales de daño hacia un fenotipo “medicinal”, capaz de producir moléculas bioactivas en el sitio de la herida. Las condiciones que inducen esta activación específica son aún materia de investigación. Se ha sugerido que los factores de activación de MSC corresponden a señales de daño del tejido afectado, tanto solubles como mecánicas. Las fuerzas mecánicas, mediadas por mecanismos de mecanotransducción, podrían tener un efecto relevante en la activación de un fenotipo medicinal, al igual que en su diferenciación. En este contexto, se plantea la hipótesis de que poblaciones seleccionadas de MSC aisladas de tejidos dentales, cultivadas en condiciones tridimensionales (3D), secretan mayores cantidades de TGF-β3 que en cultivo en monocapa. El objetivo principal de esta tesis es establecer las condiciones de cultivo que proporcionen las señales necesarias para inducir a las MSC a adquirir un fenotipo secretor de TGF-β3. Esto permitiría contar con una fuente estable de este factor pro-regenerativo para ser utilizado junto con tecnologías de sustitutos de piel existentes o en desarrollo. Para lograr este objetivo, se aislaron MSC a partir de tejidos dentales, obteniéndose células con alta capacidad proliferativa y de diferenciación, especialmente desde la papila periapical de la raíz (PRPC). Estas células se cultivaron en tres tipos de matrices: alginato, fibrina y un polímero a base de quitosano/gelatina/ácido hialurónico. La fibrina es una matriz bioactiva que contiene señales específicas, como la secuencia RGD, reconocida por las células a través de integrinas. En contraste, el alginato carece de este tipo de señalización, por lo que no proporciona un ambiente químico adecuado para funciones celulares avanzadas mediadas por la interacción con la matriz. La comparación de la secreción de TGF-β3 en las tres condiciones mostró que el proceso de encapsulación provocó el aumento en la secreción, más que la composición química de la matriz. En cambio, los cultivos en monocapa presentaron casi diez veces menos secreción de TGF-β3. Estos resultados indican que las fuerzas mecánicas, junto con cambios en la dinámica de interacción célula-matriz, pueden actuar como señales que activan a las MSC hacia un fenotipo medicinal. El estudio de estas interacciones se proyecta como uno de los pilares en el diseño de futuras estrategias en ingeniería de tejidos y terapia celular, más eficientes y efectivas para la reparación y regeneración de tejidos dañados. | es |
| dc.description.abstract | It is estimated that every year millions of people around the world are left with skin scars after experiencing trauma or degenerative diseases. Tissue engineering has enabled the development of strategies for cases in which traditional healing methodologies do not achieve proper tissue recovery. These strategies are mainly based on the use of skin substitutes built from matrices and cells, which are implanted after tissue damage. One of the most widely used cellular models are mesenchymal stem cells (MSCs), whose therapeutic potential is high due to their multipotent differentiation capacity, ease of isolation from multiple adult tissues, and secretion of growth factors (GFs). This trophic activity has emerged as the main therapeutic function of MSCs when implanted. These observations have led to the understanding that the in vivo niche of MSCs corresponds to pericytes, which participate in processes of homeostasis and repair of vascularized tissues. MSCs secrete a wide variety of cytokines and growth factors that mediate anti-apoptotic, angiogenic, immunoregulatory, and regenerative processes, among others. Among these GFs, some have been described as important in tissue engineering applications, such as bFGF, VEGF, PDGF, and HGF. However, to the best of current knowledge, the secretion of TGF-β3 by MSCs has not been described. This factor plays a key role in tissue regeneration and in ensuring high-quality healing without scar formation. Since MSCs are considered pericytes that orchestrate repair processes in vascularized tissues, it has been proposed that they are activated by damage signals toward a “medicinal” phenotype capable of producing bioactive molecules at the wound site. The conditions that induce this specific activation remain under investigation. It has been suggested that MSC activation factors correspond to damage signals from the affected tissue, both soluble and mechanical. Mechanical forces, mediated by mechanotransduction mechanisms, may have a significant effect on the activation of a medicinal phenotype, as they do on differentiation. In this context, it is hypothesized that selected populations of MSCs isolated from dental tissues and cultured under three-dimensional (3D) conditions secrete higher amounts of TGF-β3 than those cultured in monolayer conditions. The main objective of this thesis is to establish the culture conditions that provide the necessary signals to induce MSCs to acquire a TGF-β3 hyper-secretory phenotype. This would allow the establishment of a stable source of this pro-regenerative factor for use in conjunction with existing or developing skin substitute technologies. To achieve this goal, MSCs were isolated from dental tissues, obtaining cells with high proliferative and differentiation capacities, particularly from the periapical papilla of the root (PRPC). These cells were cultured in three types of matrices: alginate, fibrin, and a polymer based on chitosan/gelatin/hyaluronic acid. Fibrin is a bioactive matrix that contains specific signals, such as the RGD sequence, recognized by cells through integrins. In contrast, alginate lacks this type of signaling, and therefore does not provide a suitable chemical environment for advanced cellular functions mediated by matrix interaction. The comparison of TGF-β3 secretion under the three conditions showed that the encapsulation process, rather than the chemical composition of the matrix, was responsible for the increased secretion. Conversely, monolayer cultures exhibited almost ten times lower TGF-β3 secretion. These results indicate that mechanical forces, together with changes in the cell–matrix interaction dynamics, may act as signals that activate MSCs toward a medicinal phenotype. The study of these interactions is expected to become one of the key pillars in the design of future strategies in tissue engineering and cell therapy, aimed at achieving more efficient and effective repair and regeneration of damaged tissues. | en_US |
| dc.description.degree | Doctorado en Biotecnología | |
| dc.driver | info:eu-repo/semantics/doctoralThesis | |
| dc.format.extent | 142 páginas | |
| dc.identifier.uri | https://cris.usm.cl/handle/123456789/4192 | |
| dc.language.iso | es | |
| dc.publisher | Universidad Técnica Federico Santa María | |
| dc.rights | Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International | en |
| dc.rights.uri | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/ | |
| dc.subject | Células madre mesenquimáticas | |
| dc.subject | TGF-β3 | |
| dc.subject | ingeniería de tejidos | |
| dc.subject | regeneración tisular | |
| dc.subject | mecanotransducción | |
| dc.subject | matrices tridimensionales | |
| dc.subject | factores de crecimiento | |
| dc.subject | fibrina | |
| dc.subject | alginato | |
| dc.subject | sustitutos de piel | |
| dc.title | Secreción de TGF-β3 por células madre mesenquimáticas y su aplicación en la ingeniería de tejidos | |
| dspace.entity.type | Tesis |
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