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Dermatologia Regenerativa: Células Madre en dermatología

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Dermatología Regenerativa

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  • Bueno articulo, para el conocimiento completo de los daños producidos por la genética, por ello debemos hacernos examenes para ver la compatibilidad.

    en mi familia ha buscado información y hemos ido a una clínica especializada en esta área.

    Son profesionales y bastante atentos.

    http://www.dermadramadrigal.com/
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  • 1. Dr. Juan Carlos Munévar N. Od, MSc, D.E.A. Biólogo Oral Especialista en Bioética, Postgrado en Docencia Universitaria Profesor Asociado. Universidad El Bosque. Dermatología Medicina Regenerativa Bojanini.Unidad de Investigación en Salud Oral. Fundación Santafé de Bogotá.
  • 2. Existe un interés científico generado por las aplicaciones terapéuticas de en el ser humano . Lesiones irreversibles de tejidos y órganos Síndromes LEUCEMIAS LINFOMAS Enfermedades LABIO Y PALADAR FISURADO crónicas MICROSOMIA HEMIFACIAL EN NIÑOS. CRANEOSINOSTOSIS Neoplasias Síndrome Pierre Robin Síndrome Treacher Collins Trauma Dentinogénesis Imperfecta Displasia EctodérmicaBiomateriales novedosos integran células Stem capaces de auto-renovarseo de diferenciarse en tipos celulares específicos. (Neuronas, osteoblastos,condrocitos, queratinocitos) Thirumala S, Goebel W. S, Woods E. Clinical grade adult stem cell banking. Organogenesis. 5: 3. 143 – 54. 2009
  • 3. • Antecedentes históricos.• Células Stem en Medicina.• Casos clínicos.• Aspectos ético – legales.
  • 4. REGENERACION TISULAR & STEM CELLSLas raíces de la IngenieríaTisular existen antes que laciencia comenzara como tal.El versículo de la Biblia GénesisII:21-22 reporta el primerregistro de Ingeniería Tisular:“Entonces Jehovah Dios hizoque sobre el hombre cayera unsueño profundo; y mientrasDormía, Tomó una de suscostillas y Cerró la carne en sulugar. Y de la costilla queJehovah Dios Tomó del hombre,hizo una mujer y la trajo alhombre.” INGENIERIA TISULAR & MEDICINA REGENERATIVA
  • 5. La promesa de la Investigación con células Stem pluripotenciales Test de medicamentos Estudios de diferenciación Citotoxicidad Biología del desarrollo Trasplante de células
  • 6. iPScInduced Pluripotent Stem cells
  • 7. Células Stem Embrionarias Óvulo fertilizado Blastocisto Gástrula (1 día) (5 a 6 días) (14 a 16 días) Masa interna de célulasMasa externa de células Endodermo Mesodermo Ectodermo (capa interna) (capa media) (capa externa) Páncreas Médula ósea Piel Hígado Músculo esquelético, Neuronas Tiroides liso y cardiaco Glándula pituitaria Pulmón Corazón y vasos Ojos Vejiga sanguíneos Oídos Uretra Túbulos renales
  • 8. Células Stem Hematopoyéticas Injerto óseo Eosinófilo Eritrocitos Médula Basófilo ÓseaHueso Monocito Megacariocito Célula madre hematopoyética Célula madre multipotencial Célula progenitora Neutrófilo mieloide Plaquetas Célula progenitora linfoide Linfocito T Célula dendrítica Linfocito B Células asesinas naturales
  • 9. De la Médula Ósea al Torrente SanguíneoSangrecirculante TimoNóduloslinfáticos Linfocito B Al timo, Bazo amígdalas y órganos linfoides Del Médula ósea timo Linfocito T Célula madre hematopoyética Eritrocitos 1 en la sangre por cada 100 en la médula ósea
  • 10. Células Stem Embrionarias Adultas FRIEDENSTEIN A.J y col/1974 Hematopoyéticas Mesenquimales  Medula ósea  Tejido adiposo  Sangre periférica  Sangre de Cordón Umbilical  Gelatina de Wharton  Placenta  Periostio  Piel Propiedades  Folículo Piloso.  Ligamento periodontal • Auto renovación in vitro / in vivo  DPSCs • Adherentes in vitro  SHEDs • Potencial de diferenciación in vivo  SCAPs • Reserva celular in vivo  iPSFriedenstein AJ, Deriglasova UF, Kulagina NN, Panasuk AF, Rudakowa SF, Luria EA, Ruadkow IA: Precursors for fibroblasts in different populations of hematopoietic cells as detected by the in vitro colony assay method. Exp Hematol 1974, 2:83-92
  • 11. Gronthos S. J Dent Res. 2002; 81 8): 531-5 y Iohara K J Dent Res. 2004; 83(8):590-5. Caracterización SCAPs del fenotipo (Stem cells from apical Desarrollar papilla) óptimos métodos Expresión de DPSCs de cultivo , marcadores (Dental Pulp Stem cells) expansión y CD105+, CD73+, PDLSCs criopreservacion. CD34-, CD45- (Periodontal ligament Stem cells) iPS (induced pluripotent stem cells)Gronthos S, Brahim J, Li W, Fisher LW, Cherman N, Booyde A, et al. Stem cell properties of human dental pulp stem cells. J Dent Res. 2002;81 (8): 531-5Iohara K. Dentin regeneration by dental pulp stem cell therapy with recombinant human bone morphogenetic protein 2. J Dent Res. 2004;83(8):590-5.
  • 12. DPSC SHED Gronthos y col 2000 Miura y col 2003 SCAP PDLSC Seo y col 2004 Sonoyama y col 2008 DFPSC Morzseck y col 2005Huang G, Gronthos S, Shi S. Mesenchymal Stem Cells Derived from Dental Tissues vs. Those from Other Sources: Their Biology in RegenerativeMedicine. Journal Dental Research, 88(9) 2009.
  • 13. El epitelio de la piel mamíferopresenta un elevado «turn over»,que se estimula durante los períodosde injuria o quemaduras tisulares.Las células Stem epiteliales de pielrepresentan un blanco propiciopara la investigación de losmecanismos fundamentales quesubyacen a los procesos decicatrización y regeneración tisular
  • 14. En la capa basal se encuentranlas células con actividadmitótica diferencial segúnanálisis de cinética celular(Cotsarelis y Alonso L, Epithelialstem cells 2006, JID)-Stem cells.-Células amplificadorastransitorias. Unidad proliferativa epidérmica. Modificado de Alonso L,-Celulas postmitóticas. Fuchs E. Stem cells of the skin epithelium
  • 15. APLICACIONESSTEM CELLS pueden originar folículospilosos y glándulas sebáceas.(Alonso L, Fuchs E. Stem cells of theskin epithelium. PNAS 2003). Modificado de Alonso L, Fuchs E. Stem cells of the skin epithelium.
  • 16. STEM CELLS implicadas en el proceso de cicatrización y regeneración tisular. Ante una herida las células madre migran hacia el área lesionadaExiste un renovado interés en elconocimiento de las células Stemen dermatología por sus posiblesaplicaciones terapéuticas en:• Carcinomas cutáneos (melanomas)• Alopecia areata,• Psoriasis• Trastornos de la cicatrización. Células madre epidérmicas durante la homeostasis y después de heridas. Modificado de Cotsarelis G. Epithelial stem cells: a folliculo centric view
  • 17. Es necesario tener un amplio conocimiento de los mecanismos moleculares del desarrollo embrionario para comprender la biología de la regeneración de tejidos y órganos en pacientes. Mooney y col. (1996) La regeneración tisular necesita de una apropiada matriz biodegradable enriquecida con factores solubles y moléculas de señalización bioactivas, soportando la organización, colonización celular, la inervación y angiogénesis.Gutierrez Nicole, Jimenez Tatiana, Munévar J. Instituto Unidad de Investigación Básica Oral. U.I.B.O. Universidad El Bosque. 2011
  • 18. REGENERACION TISULAR & STEM CELLS APLICACIONES CLINICAS
  • 19. INGENIERIA TISULARArea interdisciplinaria del conocimiento que aplica los principios de la ingeniería ylas ciencias de la salud hacia el desarrollo de sustitutos biológicos que restauren,mantengan o mejoren el funcionamiento de los tejidos o de un órgano. Joseph Vacanti Robert Langer Society for Tissue Engineering. Journal “Tissue Engineering” El conocimiento de los principios del crecimiento de los tejidos y su aplicación para producir tejidos de reemplazo funcionales para uso en la práctica clínicaEl empleo de la biología de los sistemas orgánicos que permitirá el éxitoen el desarrollo de estrategias terapéuticas diseñadas para reemplazar,regenerar, mantener y/o mejorar la función de los tejidos. Vacanti Charles. History of Tissue engineering and a glimpse into its future. Tissue engineering. Vol 12. 5. 1137 – 1143. 2006.
  • 20. El propósito de la Ingeniería Tisular es la regeneración de tejidos mediante el usocombinado de biomateriales y mediadores biológicos como estrategias para la medicinaregenerativa.• Las próximas estrategias terapéuticasemplearan la creciente utilización detrasplantes autólogos. Lo que evitara inmunoterapias.Estos trasplantes poseerán patrones predeciblesde vascularización e inervación, fundamentalespara recuperar la función óptima.Los productos de Ingeniería Tisular se basan en biomateriales novedosos que integrancélulas Stem/ progenitoras capaces de auto-renovarse o bien de diferenciarse en tiposcelulares específicos. (neuronas, osteoblastos, condrocitos, queratinocitos) Thirumala S, Goebel W. S, Woods E. Clinical grade adult stem cell banking. Organogenesis. 5: 3. 143 – 54. 2009
  • 21. Aproximadamente 1’500.000 sujetos se someten a reconstrucción cráneo facial por año: * Malformaciones congénitas. * Resección de tumores. * Deformaciones post-traumáticas. De los cuales el 20% presentan pérdida de función pese a la reconstrucción.  En CIRUGIA MAXILOFACIAL es particularmente importante desarrollar estrategias de implementación para reemplazos de tejidos (biomiméticos). El reemplazo y la regeneración tisular en CIRUGIA MAXILOFACIAL es complejo porque: Se deben tener en cuenta funciones basadas en estructuras tridimensionales constituidas por tejidos duros (esqueleto craniofacial, dientes) y blandos (piel, mucosa, músculos): - la expresión facial, - la fonación, - la masticación. Se deben diseñar enfoques biotecnológicos novedosos que estimulen la regeneración tisular evitando efectos colaterales por materiales biocompatibles.García- Godoy F. Tissue engineering. DENTAL CLINICS OF NORTH AMERICA. Vol 50. 2. 2006 Baum B, Mooney D. The impact of tissue engineering on dentistry. JADA. 131. 309 – 18. 2009.
  • 22. ESTRATEGIAS EN MEDICINA REGENERATIVAENFOQUES CONDUCTIVOS ENFOQUES INDUCTIVOS TERAPIA GENICA FACTORES SOLUBLES Transferencia de genes por medio de vectores a células diferenciadas Próximos 10 – 20 años IMPLANTES DENTALES SCAFFOLDS Fibrosis quística, distrofiaREGENERACION TISULAR GUIADA muscular, neoplasias, etc. Baum B, Mooney D. The impact of tissue engineering on dentistry. JADA. 131. 309 – 18. 2009.
  • 23. (BMP’s; TGF B; PDGF; IGF) (TNF; IL-6; IL-4) (Sustancia P, CGRP, VIP) FACTORES SOLUBLES CELULAS MATRICES • Biológicos: PRP, colágeno, • Factores de crecimiento • Células Stem Adultas chitosan, de cadáver. (BMP’s; TGF B; PDGF; IGF) Epidérmicas; MSC; HSC. •Biopolímeros: Acido poli –L- • Citocinas (TNF; IL-6; IL-4) • Células diferenciadas glicólico• Neuropéptidos (Sustancia P, Osteoblastos, condrocitos, • Biocerámicas: TCP, HA. CGRP, VIP) neuronas • Inertes: Titanio, Zirconio. • Semiconductores: biosensores
  • 24. SINTÉTICAS • PGA (ACIDO POLIGLICOLICO) • PLLA (ACIDO POLILACTICO) • PCL (POLICAPROLACTONA) NATURALES • Tipo I COLAGENOS • Tipo III • Acido GAG Hialurónico • Chitosan Fibrina • Esponjas •ALGINATO •HIDROGEL •CERAMICA POROSA •TITANIOEdwards P, Mason. Gene Enhanced tissue engineering for dental hard tissue regeneration:(1) overview and practical considerations. Head & Face Medicine 2006, 2:12.
  • 25. Aporta nutrientes que permitan la viabilidad y proliferación celular PROPIEDADES Antibióticos para prevenir crecimientos bacterianos Ejercer funciones mecánicas y biológicas necesarias para el reemplazo de los tejidos Porosidad BiodegradableMurray P, Garcia-Godoy F, Hargreaves K. Regenerative Endodontics: A Review of Current Status and a Call for Action. Journal of Endodontics, 2008, 33 (4) 377- 390
  • 26. Células Terminales Diferenciadas Expansión celular in vitro Proliferación celular Fabrication and Application of Nanofibrous Scaffolds in Tissue Engineering. Wan‐Ju Li1,2, Rocky S. Tuan1. Current Protocols in Cell Biology. 2009Jimenez Tatiana, Cordoba Katherine, Romero Stephanie, Gutierrez Nicole, Munévar J. Instituto Unidad de Investigación Básica Oral. U.I.B.O. Universidad El Bosque. 2011
  • 27. TERAPIA GENICA MATRICES CELULAS STEM FACTORES DE NATURALES CRECIMIENTO SINTETICAS MSCs HSCs ESCs CHUs ES iPScVillegas A, Teran C, Gruber J, Gutierrez N, Munévar J. Instituto Unidad de Investigación Básica Oral. U.I.B.O. 2010.
  • 28. Se utilizó un biomimético construido a partir de DPSC’s cultivadas en una matriz deesponja de colágeno para inducir regeneración ósea oro-maxilo-facial en pacientescon extracción indicada de 3 molares.Los auto injertos producen una rápida regeneración ósea , con una óptima calidady cantidad al compararlos con técnicas estándar empleadas comúnmente pararegeneración tisular guiada e injertos óseos de distintos orígenes. OBJETIVO: Demostrar que las células DPSC`s pueden usarse para regenerar defectos óseos en humanos.
  • 29. MATERIALES & METODOS Aspectos éticos: •Comité de ética Universidad de Nápoles, Italia. •Consentimiento informado Selección de pacientes:Terceros molares inferiores incluidos: Exodoncia indicada Ausencia de enfermedades sistémicasSitio Control (C) Sitio Test (T) Ausencia de embarazo. No consumo de medicamentos. 17 PACIENTES (Evaluación postquirúrgica 7 días; 1 – 3 meses después.) Se aislaron las DPSC’s de los 3 molares superiores 7 pacientes se les realizo seguimiento antes del procedimiento de regeneración ósea un año después. 6 hombres 1 mujer
  • 30. Implante Matriz sin células Sitio C Implante Bioconstructo células Stem Sitio T17 PACIENTES (Evaluación postquirúrgica 3 meses después.) Una biopsia ósea: EVALUACION HISTOLOGICA INMUNOFLUORESCENCIA Anti-osteocalcina Análisis estadístico Test T- Student Anti-osteonectina P<0.05 Anti-PAL Anti-BMP Anti-VEGF 7 PACIENTES (Evaluación postquirúrgica 1 año)
  • 31. RESULTADOS Las DPSC´s de 3 molares expresaron el fenotipo CD34 / Flk-17 días después de implantar las esponjas NO se observaron diferencias entre los sitios T y C 30 días después dela cirugía se observaron diferencias entre los sitios TyC Mayor tasa de mineralización en los sitios T
  • 32. 3 M E S E S después de la cirugía se observaron diferencias entre los sitios TyC Los sitios T estaban regenerados y el nivel de la cortical más alto en comparación con los sitios CFigura B. Agrandamiento radiográfico del sitio T; la flecha roja indicala unión amelo - cementaria; la indica la mínima exposición de la raíz del segundo molar por la regeneración ósea El análisis histológico revela una mejor formación ósea en el sito T (A) que en el sitio C (B) a los 3 meses.
  • 33. Evaluación 3 meses post cirugía por Osteonectina INMUNOFLUORESCENCIA en muestras de tejido óseo para detectar OSTEONECTINA, OSTEOCALCINA, PAL, BMP-2, VEGF. Osteocalcina PAL BMP-2 VEGF Control radiográfico 1 año después del injerto.Control negativo de isotipo FITC
  • 34. INJERTOS DE HUESO HUMANO DISEÑADOS ANATOMICAMENTE POR INGENIERIALas reconstrucciones óseas frecuentemente involucran injertos autólogos : * Dificultades de obtención. * Morbilidad del sitio donante. * Habilidad de los clínicos para contornear la forma 3D.La capacidad para diseñar correctamente estructuras y órganosanatómicos de hueso humano funcional y viable tiene un enormepotencial para las reconstrucciones óseas en casos como:  Defectos congénitos  Resecciones quirúrgicas por Cáncer.  Trauma.
  • 35. Reportan el diseño in vitro por ingeniería tisular de un injerto viable, funcional conSe selecciono el cóndilo de la ATM por: forma anatómica y clínicamente disponible1. Relevancia clínica del cóndilo humano de la ATM2. Desafíos asociados con su forma 3D compleja empleando: 1. Células Stem Mesenquimales humanas (hMSC) 2. Un sistema Biomimético (Bioreactor-matriz) Las matrices anatómicamente configuradas en 3D se generaron a partir de hueso trabécular descelularizado mediante: 1. Imágenes clínicas digitalizadas 2. Cultivadas con hMSC. 3. Sometidas a un flujo intersticial (BIOREACTOR)
  • 36. Preparación de la matriz descelularizada A y B; Tomografía computarizada para obtener imágenes de alta resolución que permiten reconstruir la geometría exacta del cóndilo C . Incorporación de las imágenes en el software MasterCAM para maquinar las matrices con forma de cóndilo de ATM. Ingeniería tisular de injertos de hueso anatómicamente diseñados .D. Geometría compleja de las matricesterminadas con diferencias notorias encada proyección.E. Cultivo estático in vitro con 3millones de hMSC /matriz a 1 semanay posterior perfusión por 4 semanas.
  • 37. RESULTADOS Constructo in vitro bajo condiciones estáticas Constructo in vitro por perfusión de medio Osteogénesis estimulada por perfusión en una manera dependiente del patrón de flujo de fluido in vitro. Reconstrucción 3D de imágenes de µTC Arquitectura de la matriz ósea mineralizada (CAMBIOS EN LA ESTRUCTURA) desarrollada en una manera dependiente del tiempo y de las condiciones de cultivo.
  • 38. Regeneración Medicina tisular regenerativa Ingeniería Trasplante en tisular PediatríaVillegas A, Teran C, Gruber J, Gutierrez N, Munévar J. Instituto Unidad de Investigación Básica Oral. U.I.B.O. 2010.
  • 39. Erupción & oclusión del BiodienteEsquema de la tecnología de trasplante del biomimético Día 5 – cultivo órganotipico: Microfotografía del germen del biodiente.Fotografías durante la erupción y oclusión del Biodiente. Análisis histológico durante la erupción y oclusión del Biodiente.
  • 40. Microfotografía del constructo mediante la combinación decélulas epiteliales de un ratón normal y células Stem mesenquimales de un ratón transgénico GFP. Fotografía clínica de un diente normal y el biodiente en Oclusión µTomografía computarizada de la oclusión de un diente normal y el Biodiente
  • 41. Movimiento Ortodóntico del ConstructoEvaluación de la dureza del esmalte y la dentina del Biodiente. A. Cortes histológicos ; tinción hematoxilina eosina. B. Inmunohistoquímica TRAP e Hibridación in situ OCn al 6 día de movimiento Ortodóntico Respuesta al dolor por stress mecánico mediante evaluación Inmunohistoquímica de NF (verde) y NPY (rojo)
  • 42. Las células Stem mesenquimales aisladas de pulpa dental, pueden sercriopreservados manteniendo una buena viabilidad celular y laspropiedades biológicas, lo que genera posibilidades para la creaciónde un banco para células Stem de pulpa dental (DPSC). Usar reactivos humanos libres de proteína animal para cultivar, expandir y criopreservar células Stem mesenquimales de pulpa dental para futuras aplicaciones terapéuticas en la práctica clínica odontológica. Evaluar el potencial de regeneración in vivo después de la criopreservación de células Stem dentales
  • 43. DEFORMIDADES CRANEO FACIALES MICROSOMIA HEMIFACIAL - ESBOZO CONDILAR.Síndromes que provocan Microtia: - MALFORMACIONES SEVERAS DEL--Síndrome de Treacher Collins PABELLON AURICULAR--Síndrome de Potter--Trisomía 18 - ANOTIA--Síndrome de Beckwith-Wiedemann--Trisomía 13--Síndrome de Rubinstein-Taybi--Síndrome de Smith-Lemli-Opitz CORTESIA Dr. HUMBERTO FERNANDEZ. SERVICIO CRANEO ORBITO. HOSPITAL SIMON BOLIVAR
  • 44. PATOLOGIA A.T.M. DEGENERACION OSEAS DE ATMTMJ CONCEPT CORTESIA Dr. HUMBERTO FERNANDEZ. SERVICIO CRANEO ORBITO. HOSPITAL SIMON BOLIVAR REMPLAZO ARTICULAR
  • 45. Impresora de inyección que imprime imágenes digitales y las importa aun software que diseña la matriz 3D.
  • 46. CIRUGIA RECONSTRUTIVA Y ONCOLOGICA • OSTEORADIONECROSIS • OSTEONECROSIS (BIFOSFONATOS) • INJERTOS OSEOS (CRESTA ILIACA, PERONE) • INJERTO FASCIOMIOCUTANEO
  • 47. “La obtención de las células AS puede realizarse, fundamentalmente, aislándolas del tejido apropiado de un ser humano adulto, inclusofallecido, mientras que para la obtención de las células ES se requiere destruir un blastocisto” SEBBM. Sociedad Española de Bioquímica y Biología Molecular. 2002
  • 48. Las células AS son el gran presente. Aparentemente no generan ningún conflicto ético-legal y están proporcionando grandes logros.Sin embargo tienen menos potencial que las ES y, además…
  • 49. • ¿Cuántos tipos existen?• ¿En qué tejidos se encuentran?• ¿Cuáles son las fuentes principales?• ¿Qué señales regulan su proliferación y diferenciación?• ¿Existirá algún tipo capaz de generar por sí sola cualquier órgano o tejido?