Microvesículas derivadas de células madre mesenquimales con sobreexpresión de miR-34a inhiben la transición epitelio-mesénquima inducida por el factor de crecimiento transformante beta 1 en células epiteliales tubulares renales in vitro
La enfermedad renal sigue siendo uno de los desafíos más importantes en los sistemas de salud a nivel mundial. A pesar de los avances en la atención médica, las tasas de mortalidad en pacientes con lesión renal aguda o enfermedad renal crónica (ERC) no han mostrado una reducción significativa en las últimas décadas. Las células madre mesenquimales (MSC) han surgido como una estrategia terapéutica prometedora debido a su capacidad de autorrenovación, proliferación y diferenciación en múltiples linajes celulares. Los efectos terapéuticos de las MSC se atribuyen principalmente a la liberación de factores beneficiosos que promueven la reparación orgánica. Entre estos factores, las microvesículas (MVs) secretadas por las MSC han demostrado potencial para mejorar la función renal en modelos de daño. Este estudio se centra en los efectos de las MVs derivadas de MSC modificadas con miR-34a sobre la fibrosis y apoptosis inducidas por el factor de crecimiento transformante (TGF)-beta 1 en células epiteliales tubulares renales in vitro.
Las MSC se aislaron de la médula ósea de ratones C57BL/6J macho y se cultivaron siguiendo protocolos establecidos. La caracterización celular mediante citometría de flujo confirmó la presencia de marcadores de MSC (CD105) y la ausencia de marcadores hematopoyéticos (CD34, CD45 y CD11b). La capacidad de diferenciación multipotencial se verificó mediante ensayos de inducción osteogénica y adipogénica, con tinciones de rojo de alizarina S y rojo aceite O, respectivamente.
Para sobreexpresar miR-34a en las MSC, se utilizaron partículas lentivirales que codificaban miR-34a o un control negativo (miR-nc). La expresión de miR-34a aumentó significativamente en las MSC infectadas, confirmada por PCR en tiempo real. Las MVs se recolectaron del medio de cultivo mediante ultracentrifugación y se caracterizaron por microscopía electrónica de transmisión, mostrando un tamaño menor a 200 nm. La cuantificación de miR-34a en las MVs reveló un aumento de tres veces en las MVs enriquecidas con miR-34a versus las MVs control.
Las células epiteliales tubulares renales HK-2 se utilizaron como modelo in vitro para estudiar los efectos de las MVs enriquecidas con miR-34a sobre la transición epitelio-mesénquima (TEM) inducida por TGF-beta 1. Las células HK-2 se trataron con 6 ng/mL de TGF-beta 1 recombinante para inducir TEM, y los efectos de las MVs se evaluaron mediante ensayos de Western blot e inmunofluorescencia para medir marcadores epiteliales (TJP1 y E-cadherina) y mesenquimales (alfa-SMA y fibronectina). Adicionalmente, se analizaron cambios en la vía de señalización Notch-1/Jagged-1.
Los resultados mostraron que el TGF-beta 1 redujo significativamente la expresión de marcadores epiteliales y aumentó los mesenquimales en células HK-2. Sin embargo, el tratamiento con MVs enriquecidas con miR-34a restauró parcialmente los marcadores epiteliales y suprimió los mesenquimales, con efectos más pronunciados que las MVs control. Además, la upregulación de Notch-1 y Jagged-1 inducida por TGF-beta 1 se inhibió significativamente por las MVs enriquecidas con miR-34a, sugiriendo que miR-34a actúa sobre esta vía.
El TGF-beta 1 también indujo apoptosis en células HK-2. Los ensayos MTT y Annexina V/PI demostraron que, aunque ambas MVs mejoraron la supervivencia celular y redujeron la apoptosis, los efectos protectores de las MVs enriquecidas con miR-34a fueron menores, posiblemente debido a los efectos proapoptóticos de miR-34a, que inhibe moléculas pro-supervivencia como Bcl-2.
El estudio también exploró el papel de Jagged-1 en los efectos antifibróticos de las MVs modificadas. La sobreexpresión de Jagged-1 en células HK-2 debilitó los efectos antifibróticos de las MVs enriquecidas con miR-34a, respaldando que miR-34a ejerce su acción mediante la inhibición de la vía Jagged-1/Notch-1.
En conclusión, este estudio demuestra que las MVs derivadas de MSC con sobreexpresión de miR-34a inhiben la TEM inducida por TGF-beta 1 en células epiteliales tubulares renales, probablemente mediante la supresión de la vía Jagged-1/Notch-1. Estos hallazgos sugieren que la modificación genética de MVs con moléculas antifibróticas como miR-34a representa una estrategia novedosa para el tratamiento de la fibrosis renal. No obstante, los efectos proapoptóticos de miR-34a podrían limitar su potencial terapéutico, resaltando la necesidad de optimizar su uso en enfermedades renales.
doi: 10.1097/CM9.0000000000000720