Equine tendonitis therapy using mesenchymal stem cells and platelet concentrates: A randomized controlled trial

Introduction. Tendon injury is a major cause of lameness and decreased performance in athletic equines. Various therapies for tendonitis have been described; however, none of these therapies results in complete tissue regeneration, and the injury recurrence rate is high even after long recovery periods involving rest and physiotherapy. Methods. A lesion was induced with collagenase gel in the superficial digital flexor tendon in the center portion of the metacarpal region of eight equines of mixed breed. After two weeks, the lesions of the animals in the treated and control groups were treated through the intralesional administration of mesenchymal stem cells derived from adipose tissue (adMSCs) suspended in platelet concentrate (PC) and with phosphate buffered saline (PBS), respectively. Serial ultrasound analyses were performed every two weeks. After 16 weeks of therapy, a biopsy was performed for histopathological, immunohistochemical and gene expression (type I collagen (COL1A1), type III collagen (COL3A1), tenascin-C (TNC), tenomodulin (TNMD), and scleraxis (SCX)) analyses. Results: Differences in the ultrasound and histopathological analyses were observed between the groups. Improved results were reported in the group treated with adMSCs suspended in PC. There was no difference in the gene expression levels observed after the different treatments. The main results observed from the histopathological evaluation of the treated group were as follows: a prevention of the progression of the lesion, a greater organization of collagen fibers, and a decreased inflammatory infiltrate. A lack of progression of the lesion area and its percentage was observed in the ultrasound image, and increased blood flow was measured by Power Doppler. Conclusions: The use of adMSCs combined with PC for the therapy of experimentally induced tendonitis prevented the progression of the tendon lesion, as observed in the ultrasound examination, and resulted in a greater organization and decreased inflammation, as observed in the histopathological evaluation. These data demonstrate the therapeutic potential of this therapy for the treatment of equine tendonitis. © 2013 Carvalho et al.; licensee BioMed Central Ltd.

Implante de células-tronco mesenquimais autólogas, associadas ao plasma rico em plaquetas em tendinites experimentais de equinos

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Characterization of mesenchymal stem cells derived from equine adipose tissue

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Local Injections of Adipose-Derived Mesenchymal Stem Cells Modulate Inflammation and Increase Angiogenesis Ameliorating the Dystrophic Phenotype in Dystrophin-Deficient Skeletal Muscle

The effects of adipose-derived mesenchymal stem cells (ADMSC) transplantation on degeneration, regeneration and skeletal muscle function were investigated in dystrophin-deficient mice (24-week-old). ADMSC transplantation improved muscle strength and, resistance to fatigue. An increase in fiber cross-sectional area and in the number of fibers with centralized nuclei and augment of myogenin content were observed. In ADMSC-treated muscles a decrease in muscle content of TNF-alpha, IL-6 and oxidative stress measured by Amplex(A (R)) reagent were observed. The level of TGF-beta 1 was lowered whereas that of VEGF, IL-10 and IL-4 were increased by ADMSC treatment. An increase in markers of macrophage M1 (CD11 and F4-80) and a decrease in T lymphocyte marker (CD3) and arginase-1 were also observed in ADMSCs-treated dystrophic muscle. No change was observed in iNOS expression. Increased phosphorylation of Akt, p70S6k and 4E-BP1 was found in dystrophic muscles treated with ADMSC. These results suggest that ADMSC transplantation modulates inflammation and improves muscle tissue regeneration, ameliorating the dystrophic phenotype in dystrophin-deficient mice.

Immune Regulatory Properties of Allogeneic Adipose-Derived Mesenchymal Stem Cells in the Treatment of Experimental Autoimmune Diabetes

Adipose-derived mesenchymal stem cells (ADMSCs) display immunosuppressive properties, suggesting a promising therapeutic application in several autoimmune diseases, but their role in type 1 diabetes (T1D) remains largely unexplored. The aim of this study was to investigate the immune regulatory properties of allogeneic ADMSC therapy in T cell-mediated autoimmune diabetes in NOD mice. ADMSC treatment reversed the hyperglycemia of early-onset diabetes in 78% of diabetic NOD mice, and this effect was associated with higher serum insulin, amylin, and glucagon-like peptide 1 levels compared with untreated controls. This improved outcome was associated with downregulation of the CD4(+) Th1-biased immune response and expansion of regulatory T cells (Tregs) in the pancreatic lymph nodes. Within the pancreas, inflammatory cell infiltration and interferon-gamma levels were reduced, while insulin, pancreatic duodenal homeobox-1, and active transforming growth factor-beta 1 expression were increased. In vitro, ADMSCs induced the expansion/proliferation of Tregs in a cell contact-dependent manner mediated by programmed death ligand 1. In summary, ADMSC therapy efficiently ameliorates autoimmune diabetes pathogenesis in diabetic NOD mice by attenuating the Th1 immune response concomitant with the expansion/proliferation of Tregs, thereby contributing to the maintenance of functional beta-cells. Thus, this study may provide a new perspective for the development of ADMSC-based cellular therapies for T1D. Diabetes 61:2534-2545, 2012

Eficacia de las terapias celular y génica como agentes inmunomoduladores en el tratamiento de la esclerosis múltiple

El interferón beta (IFNb) ha sido uno de los fármacos más utilizados en el tratamiento de la esclerosis múltiple (EM), gracias a su efecto inmunomodulador, antiproliferativo y antiviral. Sin embargo, existe un porcentaje de pacientes que responden de forma subóptima al tratamiento, sugiriendo la necesidad de buscar alternativas terapéuticas innovadoras. En este contexto se ha observado que las células madre mesenquimales derivadas del tejido adiposo (AdMSCs) presentan capacidad inmunomoduladora, neuroprotectora y regeneradora del tejido dañado en ensayos preclínicos con el modelo animal más frecuentemente usado en el estudio de la EM, la Encefalomielitis Autoinmune Experimental (EAE), lo que las hace buenas candidatas como terapia alternativa para la EM. Además, su capacidad de migración hacia el tejido dañado les confiere potencial para ser utilizadas como transportadoras de factores terapéuticos hacia las zonas lesionadas del SNC. Por ello, nos planteamos evaluar la eficacia terapéutica de las terapias celular con AdMSCs y génica con AdMSCs modificadas genéticamente para producir IFNb, en modelos de EAE. Para llevarlo a cabo se realizó la caracterización de la población de AdMSCs de la cepa de ratón SJL/jCrL (SJL-AdMSCs), usando como control las AdMSCs de la cepa C57BL/6, ampliamente caracterizadas en la literatura, la generación de líneas de AdMSCs secretoras de IFNb (AdMSCs-IFNb) mediante lentivirus y su posterior caracterización y comparación con las mismas células sin transducir, la evaluación de los efectos de las terapias celulares autóloga, alogénica y génica en los modelos de EAE crónico progresivo (EAE-CP) y remitente recurrente (EAE-RR) y el estudio de la migración de las AdMSCs administradas como terapia autóloga y de las AdMSCs-IFNb. Los resultados obtenidos en cada uno de los objetivos planteados nos condujeron a una serie de conclusiones: las SJL-AdMSCs aisladas, cultivadas y expandidas bajo nuestras condiciones experimentales, cumplen los criterios mínimos determinados para ser consideradas células madre mesenquimales. Además, estas células presentan eficacia clínica y efectos neuroinmunomoduladores al ser utilizadas como transplantes autólogos y alogénicos en animales con EAE-RR y EAE-CP respectivamente. Por otro lado, las SJL-AdMSCs constituyen una población apta para dar soporte al desarrollo de la terapia génica, ya que la alteración de su material genético por la inserción del IFNb no supone la modificación de sus propiedades biológicas ni funcionales en estudios preclínicos en modelos de EM. Estas AdMSCs-IFNb, constituyen una línea de células mesenquimales de crecimiento estable que produce elevados niveles de IFNb de forma constitutiva. Además, los transplantes con AdMSCs-IFNb son eficaces como tratamiento terapéutico en animales con EAE-RR y EAE-CP al modular tanto la sintomatología como los procesos inflamatorios y neurodegenerativos propios de la enfermedad. Sin embargo, los resultados no permiten discriminar si los efectos observados son debidos a las propiedades del inmunomodulador secretado, a las propias células mesenquimales o a la acción conjunta de ambos. En último lugar, la migración celular de las AdMSCs autólogas se potencia por los estados de inflamación activa en ambos modelos de EAE, mostrando una amplia biodistribución celular. La localización prioritaria fue inicialmente en pulmones y, posteriormente en zona de órganos linfáticos, como hígado y bazo, y del SNC a nivel de la médula espinal. La señal bioluminiscente de las AdMSCs-IFNb en el modelo EAE-CP es mayor que la emitida por las células de la terapia autóloga. Sin embargo, la migración de las células transfectadas no aparece fuertemente influenciada por los procesos proinflamatorios. En el modelo EAE-RR estas diferencias entre terapias son incluso más moderadas. Las áreas donde se registra señal son similares a las de las células autólogas, apareciendo principalmente en zonas correspondientes a pulmones, hígado, bazo y médula espinal a lo largo del tiempo experimental.