Regeneración tisularestudio de la diferenciación in vitro de las células madre de la pulpa dental

Resumen

En el tejido pulpar dental, entre las diversas poblaciones celulares que lo forman, encontramos células madre de origen ectomesenquimático. Actualmente estas células se denominan DPSC (dental pulp stem cells o células madre de la pulpa dental). Las DPSC han demostrado una gran capacidad de diferenciación en función del entorno biológico en el que se han cultivado, describiéndose su diferenciación neuronal, osteogénica, condrogénica, muscular y adiposa, lo que las sitúa como una alternativa válida para la regeneración de diversos tejidos. En el organismo los tejidos dentarios mineralizados, por su composición y estructura tridimensional, podrían actuar como agentes inductores de la proliferación y la diferenciación de las células madre presentes en los tejidos que los rodean, estimulando los procesos regenerativos cuando se produce un daño tisular. En el presente trabajo hemos estudiado el comportamiento de las DPSC humanas en contacto con matrices tridimensionales de tejido dentario acelular y no desmineralizado, compuestas por dentina y cemento. Objetivos: El propósito de la investigación fue valorar la capacidad inductora de la dentina y el cemento sobre la diferenciación de las DPSC humanas, así como la potencialidad de dichas células para diferenciarse en células formadoras de estos tejidos. Material y método: Para la realización del presente trabajo se emplearon dos poblaciones de células madre de la pulpa dental (DPSC), obtenidas cada una de ellas a partir del tejido conjuntivo pulpar de un tercer molar exodonciado diferente. Las células obtenidas se cultivaron en presencia de matrices de origen dentario, realizándose estos cultivos en dos fases. En un primer estudio, denominado Estudio Preliminar, se hizo una primera aproximación en la que se probó una metodología y se estudiaron una serie de parámetros por primera vez. Una vez analizados los resultados obtenidos en el Estudio Preliminar se realizó un nuevo estudio, denominado Ensayo Optimizado, donde se introdujeron algunas modificaciones en la metodología y en los parámetros estudiados con el fin de confirmar los hallazgos observados y optimizar los resultados obtenidos en el Estudio Preliminar. Una vez finalizada la fase de cultivo, las muestras se fijaron, se descalcificaron y se procesaron tanto para su estudio a microscopía óptica como a microscopía electrónica de transmisión. Se realizaron tinciones de rutina y la detección inmunohistoquímica de sialofosfoproteína dentinaria (DSPP). Resultados: Tras los primeros días de cultivo de las células obtenidas a partir de la muestra de tejido pulpar, se observaron poblaciones homogéneas de células cuya morfología y comportamiento coincidían con los descritos para las DPSC. Así, las células subconfluentes presentaron un aspecto fusiforme típicamente mesenquimático, un núcleo voluminoso y centrado con abundante cromatina dispersa, y una morfología citoplasmática irregular con múltiples y cortas expansiones. Además mostraron gran capacidad de adherencia a la superficie de la placa y una elevada tasa de proliferación. Los resultados de la citometría de flujo mostraron que más del 95% de las células estudiadas presentaron unión a los anticuerpos específicos de los marcadores CD29, CD44, CD105 y CD146, asociados a las células madre ectomesenquimáticas, mientras que fue minoritario el número de células que exhibieron unión a los marcadores CD31 y CD45, marcadores asociados a las células madre de la médula ósea y de tipo hematopoyético. El estudio microscópico de las muestras reveló diferencias significativas en función de la superficie dentaria sobre la que proliferaron las DPSC. Cuando las células crecieron adheridas sobre la dentina con los túbulos perpendiculares a la superficie las DPSC adquirieron un aspecto estrellado produciendo una matriz intercelular de aspecto reticular. Las células en contacto con la dentina presentaban una morfología odontoblástica, con un citoplasma alargado y una o varias prolongaciones citoplasmáticas, a modo de proceso odontoblástico, alojadas cada una de ellas en un túbulo dentinario. Por el contrario, sobre la dentina con túbulos paralelos a la superficie y sobre el cemento, las DPSC formaron capas celulares aplanadas y bien cohesionadas, produciendo abundante matriz entre ellas y sobre la superficie dentaria. Sobre el cemento la orientación de las fibras colágenas sintetizadas por las DPSC parecía no ser aleatoria, sino perpendicular a la superficie del mismo. Conclusiones: Las matrices tridimensionales compuestas por tejido dentario radicular no desmineralizado constituyeron un entorno biológico favorable para la proliferación de las DPSC humanas, actuando, además, como inductor de su diferenciación. Tanto la composición como la estructura tridimensional de la matriz dentaria fueron factores que condicionaron la diferenciación de las DPSC humanas.