Investigadores han desarrollado un nuevo método para monitorear el flujo de hierro en células madre conocidas como células estromales mesenquimatosas (MSCs). Este sistema proporciona información en un minuto sobre la capacidad de una célula para crecer tejido cartilaginoso, lo que es crucial para la reparación de cartílago.
Este avance representa un camino prometedor hacia una fabricación más consistente y eficiente de MSCs de alta calidad para terapias regenerativas dirigidas a enfermedades articulares, como la osteoartritis y las lesiones de cartílago.
Colaboración entre instituciones
El trabajo fue liderado por el grupo Critical Analytics for Manufacturing Personalized-Medicine (CAMP), parte de la Singapore-MIT Alliance for Research and Technology (SMART), con el apoyo del grupo de Resistencia Antimicrobiana (AMR), en colaboración con el MIT y la Universidad Nacional de Singapur (NUS).
Un artículo que detalla este trabajo, titulado “Medición del flujo de hierro celular mediante relaxometría de resonancia micromagnética como un atributo crítico de calidad de las células estromales mesenquimatosas”, fue publicado en febrero en la revista Stem Cells Translational Medicine.
Desafíos en la terapia regenerativa
Las terapias regenerativas ofrecen la posibilidad de reparar tejidos dañados en lugar de solo manejar síntomas. Sin embargo, uno de los principales desafíos consiste en la calidad impredecible del potencial condrogénico de las MSCs durante el proceso de fabricación in vitro.
Aun creciendo en condiciones controladas, las MSCs pueden perder parte de su potencial para formar cartílago, lo que resulta en resultados inconsistentes. Las pruebas actuales de calidad son destructivas, dañando las células y haciéndolas inutilizables para tratamientos futuros.
Innovación en el monitoreo del hierro
El nuevo desarrollo permite un método rápido y no destructivo para monitorear el flujo de hierro en MSCs, midiendo cambios de hierro en el medio residual tras el crecimiento celular. Utilizando un dispositivo de relaxometría de resonancia micromagnética (µMRR), se puede monitorear en tiempo real sin dañar las células.
Este dispositivo es económico y puede integrarse fácilmente en laboratorios y flujos de trabajo existentes, facilitando un monitoreo de calidad rutinario en tiempo real.
Importancia del equilibrio del hierro
El estudio revela que la homeostasis del hierro está correlacionada con el potencial condrogénico de las MSCs. La acumulación de hierro puede reducir la capacidad de las células para formar cartílago. Además, la suplementación con ácido ascórbico puede regular este equilibrio, mejorando el potencial condrogénico.
Con este método, los medios residuales se recolectan y tratan con ácido ascórbico, permitiendo al dispositivo µMRR proporcionar información en tiempo real sobre cambios en la concentración de hierro.
Perspectivas futuras
Estos hallazgos permiten a los fabricantes monitorear la calidad de las MSCs en tiempo real y evaluar la efectividad de intervenciones como la suplementación con ácido ascórbico. Esto apoya una fabricación más eficiente de terapias basadas en MSCs.
“Uno de los principales desafíos en la regeneración del cartílago es predecir si las MSCs mantendrán su potencial condrogénico durante la fabricación. Nuestro estudio introduce un método no destructivo para monitorear el flujo de hierro, mejorando la eficiencia del control de calidad”, señala Yanmeng Yang, autor principal del estudio.
La investigación avanza el campo de la terapia celular y ofrece medidas de flujo de hierro en tiempo real, acercando a los pacientes a terapias de alta calidad para la regeneración del cartílago.
Los investigadores planean realizar estudios preclínicos y clínicos para validar este método en la traducción clínica de terapias basadas en MSCs para la reparación del cartílago.
La investigación fue apoyada por la Fundación Nacional de Investigación de Singapur dentro de su programa de Campus para la Excelencia en Investigación y Empresa Tecnológica (CREATE).
