Las terapias regenerativas que incluyen células madre mesenquimatosas, plasma rico en plaquetas y productos de suero autólogo se han vuelto cada vez más populares en la medicina veterinaria para el tratamiento de caballos y perros. Los principales objetivos de las terapias regenerativas son modular las respuestas inmunitarias y evitar un mayor daño tisular por parte del sistema inmunitario, y proporcionar factores tróficos y de crecimiento para mejorar la cicatrización del tejido endógeno. La calidad de las terapias de medicina regenerativa y los resultados clínicos pueden variar substancialmente entre los pacientes y se sabe que están influenciados por la edad del paciente, la salud sistémica y el estado de hidratación, así como por la técnica de preparación.
Actualmente no hay terapias regenerativas con células aprobadas por la FDA para uso veterinario en los EE. UU.
Células madre mesenquimatosas en animales
Las células madre mesenquimatosas (CMM) son una población heterogénea de células similares a los fibroblastos que se aíslan con mayor frecuencia de una variedad de fuentes, incluyendo la médula ósea, el tejido adiposo, la sangre del cordón umbilical y la sangre periférica (vea la imagen de CMM). Las CMM constituyen una fracción muy pequeña de las células presentes en estos tejidos.
Cortesía del Dr. Alix Berglund.
Las CMM se deben procesar en un laboratorio para eliminar los eritrocitos y leucocitos, y para cultivar y expandir las células madre para obtener cantidades suficientes de células para el tratamiento. Los tratamientos que utilizan el concentrado de aspirado de médula ósea (BMAC) y la fracción vascular del estroma derivado del tejido adiposo (AD-SVF) no requieren pasos de expansión del cultivo y, por tanto, tienen un intervalo más corto desde la recogida hasta el tratamiento; sin embargo, actualmente no existen suficientes ensayos clínicos comparativos para respaldar su beneficio terapéutico en pacientes veterinarios.
Las CMM se han utilizado en medicina veterinaria para tratar tendinitis, artrosis, desmitis, heridas corneales y heridas cutáneas. Las investigaciones en curso se centran en determinar el beneficio potencial de las CMM para tratar muchas otras enfermedades.
Las CMM tienen la capacidad de localizarse en zonas de inflamación y se suelen inyectar localmente en el punto de la lesión. Si la lesión es inaccesible o hay múltiples lesiones, las CMM pueden administrarse con precaución mediante perfusión regional de la extremidad o por vía IV. Las CMM también se suelen combinar con suero autólogo o plasma rico en plaquetas para tratar lesiones musculoesqueléticas.
Las CMM se pueden estimular para diferenciarse en hueso, tejido adiposo o cartílago in vitro; sin embargo, in vivo, su función principal es la de favorecer la curación endógena más que el injerto y la diferenciación en tejido nuevo.
Las CMM secretan varias citocinas, factores de crecimiento y moléculas de la matriz extracelular que estimulan la cicatrización tisular.
Se ha demostrado que las CMM secretan péptidos antimicrobianos que inhiben el crecimiento bacteriano y la formación de biopelícula.
Las CMM de todas las especies secretan citocinas y factores inmunomoduladores que inhiben la señalización de citocinas inflamatorias, bloquean la proliferación de linfocitos, polarizan los macrófagos a un fenotipo antiinflamatorio e inducen la generación de células inmunitarias reguladoras. Los factores inmunomoduladores específicos secretados por las CMM difieren ligeramente según la especie y la fuente tisular.
Las CMM también secretan mediadores que inhiben la apoptosis de las células locales, estimulan la angiogénesis y la diferenciación de las células progenitoras locales y previenen la formación de cicatrices.
Se ha descrito la producción de moléculas de la matriz extracelular, como el colágeno de tipo I, la fibronectina y la elastina, en las CMM humanas y de ratón, pero esto todavía no se ha investigado exhaustivamente en especies de relevancia para la medicina veterinaria.
El secretoma de las CMM también puede alterarse y potenciarse mediante un entorno inflamatorio in vivo o mediante un tratamiento in vitro con citocinas inflamatorias antes de su uso.
Actualmente no existe un consenso en medicina veterinaria sobre los protocolos de tratamiento para la terapia con CMM, y la falta de homogeneidad en la fuente tisular, el momento de la inyección, la dosificación y el uso de terapias complementarias pueden explicar las discrepancias en la eficacia del tratamiento descritas en varios ensayos clínicos.
La mayor evidencia de beneficio clínico en animales con la terapia de CMM se relaciona con las lesiones tendinosas (1, 2), artrosis (3) y desmitis 4). Los caballos y los perros tratados con CMM por lesiones en los tendones muestran una mejor alineación de las fibras y la composición de los tejidos, una mayor fuerza biomecánica y una disminución de las tasas de lesiones. Hay menos evidencia clínica sobre el uso de las CMM para tratar la artrosis en caballos; sin embargo, algunos estudios sugieren una tasa de retorno al uso más alta en caballos o una reducción en las puntuaciones de dolor en perros.
Debido a sus importantes propiedades inmunomoduladoras, las CMM se estudian en animales para el tratamiento de enfermedades inmunitarias. Los caballos con queratitis inmunitaria resistente a tratamiento, según se informa, mostraron mejoría en los signos clínicos o remisión después del tratamiento con CMM (5). Además, existen investigaciones en desarrollo sobre el uso de las CMM para tratar la dermatitis atópica canina, la gingivoestomatitis crónica felina y la enfermedad inflamatoria intestinal.
Se han descrito efectos adversos en pacientes veterinarios tras la administración de CMM. Estos varían desde reacciones inflamatorias en el lugar de administración hasta anafilaxia y muerte. Los efectos adversos del tratamiento con CMM pueden atribuirse a una respuesta inmunitaria al suero fetal bovino, que es un componente común de los medios de cultivo de CMM, a respuestas aloinmunes a las células alogénicas o a la formación de microembolias en los pulmones cuando las CMM se inyectan por vía intravenosa.
Se necesita más investigación sobre la seguridad de las CMM en animales sanos para mejorar el tratamiento.
Plasma rico en plaquetas en animales
El plasma rico en plaquetas (PRP) es un producto sérico condicionado producido por centrifugación o filtración con una concentración aumentada de plaquetas en comparación con el plasma normal. Cuando las plaquetas se activan in vivo por inflamación, cloruro cálcico, trombina o lisis, liberan numerosos factores de crecimiento y citocinas inmunomoduladoras. Los factores de crecimiento en el PRP favorecen la proliferación de células mesenquimatosas y epiteliales, la producción de colágeno de tipo I, la angiogénesis y la diferenciación de células progenitoras locales para acelerar la cicatrización de los tejidos lesionados.
Las dos clasificaciones principales de PRP son PRP bajo en leucocitos y PRP rico en leucocitos. El PRP bajo en leucocitos se suele considerar superior para el tratamiento de lesiones musculoesqueléticas. Los leucocitos en el PRP, especialmente los neutrófilos, pueden estimular reacciones inflamatorias e inhibir la cicatrización; sin embargo, también pueden mejorar las propiedades antimicrobianas del PRP.
Perlas y trampas
|
Las plaquetas en el PRP también se pueden lisar mediante ciclos de congelación/descongelación para generar un lisado de PRP, el cual es acelular y tiene aplicaciones alogénicas. El lisado de PRP equino tiene fuertes propiedades antimicrobianas e inhibe la producción de citocinas proinflamatorias a partir de los monocitos, lo que puede convertirlo en un tratamiento útil para la artritis séptica.
En medicina veterinaria, el PRP se ha utilizado principalmente para tratar la osteoartritis, la tendinitis, la desmitis y las lesiones cutáneas en caballos y perros. Existen dos formulaciones de PRP: PRP líquido y PRP coagulado (también denominado gel de plaquetas). El PRP líquido puede inyectarse en el lugar de la lesión; el gel de plaquetas puede aplicarse por vía tópica o inyectarse en los defectos del cartílago durante la cirugía.
Ambas formulaciones se pueden combinar con CMM para mejorar la cicatrización. En los caballos, se ha descrito que el PRP estimula la formación excesiva de tejido de granulación y retrasa la cicatrización de las heridas producidas quirúrgicamente en las extremidades distales (6); por tanto, el PRP puede ser más adecuado para heridas con pérdida extensa de tejido o heridas crónicas.
Cuando se inyecta en lesiones superficiales del tendón flexor digital, se ha encontrado que el PRP aumenta el contenido de colágeno, la fuerza biomecánica y la elasticidad, y disminuye las tasas de nuevas lesiones (7, 8). Solo se ha realizado un número limitado de ensayos clínicos aleatorizados y comparativos con PRP en perros; en estos estudios, el PRP mejoró de manera notable la cicatrización de las heridas, la cojera y las puntuaciones de dolor en los perros tratados en comparación con los animales de control (9, 10).
La eficacia del tratamiento con preparaciones de PRP es sumamente variable debido a las diferencias en la concentración de plaquetas y leucocitos que contienen, a la diversidad de técnicas de activación y a la variación en las concentraciones de plaquetas y leucocitos en cada paciente.
Suero autólogo condicionado en animales
Los productos de suero autólogo condicionado (SAC) se usan principalmente para modular la señalización de citocinas inflamatorias en la osteoartritis. Varios dispositivos comerciales generan SAC al incubar sangre completa con perlas de vidrio durante 24 horas, lo que estimula a los leucocitos en la sangre para producir cantidades concentradas de citocinas y factores de crecimiento. La sangre entonces se centrifuga para aislar el suero rico en proteínas para inyección.
Se pueden hacer varias alícuotas a partir de una preparación de SAC y conservarlas congeladas para un uso futuro. Por lo general, el SAC se inyecta en la zona afectada cada 1-2 semanas durante un total de tres a cinco tratamientos.
El principal mediador de citocinas producido en el SAC es el antagonista del receptor de interleucina 1 (IL-1) o IL-1RA, también conocido como proteína antagonista del receptor de IL-1 o IRAP. La IL-1RA inhibe la actividad de las citocinas proinflamatorias IL-1-alfa e IL-1-beta.
El beneficio terapéutico propuesto del SAC se basa en la generación de una proporción de IL-1RA a IL-1 relativamente alta durante los procesos de centrifugación y activación. La IL-1 se produce después de una lesión o infección tisular traumática e inicia una cascada inflamatoria. En las articulaciones, la producción de IL-1 da lugar a un aumento del dolor y a la degradación y calcificación del cartílago.
Se ha encontrado que el uso de SAC para inhibir la IL-1 disminuye los signos clínicos de cojera, el grosor de la membrana sinovial y la hemorragia y la fibrilación del cartílago en caballos con artrosis (11).
Dado que el SAC inhibe las respuestas inflamatorias en lugar de estimular directamente la regeneración tisular, es más eficaz para tratar lesiones agudas. Aunque los productos comerciales de SAC están indicados específicamente para su uso en perros, no se han realizado ensayos clínicos para evaluar su eficacia en perros.
Actualmente, solo se recomienda el SAC para la administración intraarticular, ya que no se conocen bien los efectos sobre los tejidos blandos. En un estudio en caballos, una sola dosis de SAC disminuyó el tamaño y aumentó la ecogenicidad de las lesiones del tendón flexor digital superficial, y mejoró la expresión de colágeno de tipo I en comparación con los caballos de control (12). Sin embargo, se necesitan más estudios para confirmar la eficacia y seguridad del SAC para las lesiones de tejidos blandos.
Rara vez se informan reacciones adversas con el tratamiento con SAC.
Solución de proteína autóloga en animales
La solución de proteína autóloga (SPA) es otro tratamiento regenerativo que contiene concentraciones más elevadas de plaquetas, factores de crecimiento y citocinas antiinflamatorias de las que normalmente se encuentran en el plasma sanguíneo. La SPA se produce a través de un proceso de centrifugación y activación con perlas de poliacrilamida.
La SPA combina los componentes beneficiosos del PRP y el SAC; sin embargo, a diferencia del SAC, la SPA se puede administrar al lado del paciente porque no necesita un periodo de incubación de 24 horas y se recomienda como una sola inyección.
Se cree que la SPA inhibe las cascadas inflamatorias dentro de las articulaciones lesionadas, pero este efecto no se ha confirmado mediante estudios in vivo. Los estudios in vitro sugieren que el SAC y la SPA tienen concentraciones similares de IL-1RA y una proporción similar de IL-1RA:IL-1-beta; sin embargo, la SPA también tiene considerablemente más factor de crecimiento transformante (TGF) beta 1, una citocina antiinflamatoria, que el suero o el SAC.
Los caballos y perros a los que se administró una sola inyección intraarticular de SPA en ensayos clínicos aleatorizados y comparativos presentaron una disminución de la cojera y una mejoría del dolor, de la placa de fuerza y del análisis de la marcha 12 semanas después de la inyección (13, 14).
Alfa-2 macroglobulina en animales
La alfa-2 macroglobulina (A2M) es una terapia regenerativa utilizada para la artrosis y sinovitis en caballos. La A2M es un inhibidor de la proteasa de amplio espectro de origen natural que se encuentra en el plasma y el líquido sinovial. Se ha planteado que une y neutraliza las proteasas y citocinas que estimulan la degradación del cartílago y, por consiguiente, retarda este proceso en la artritis.
La A2M se puede aislar y concentrar de la sangre entera mediante centrifugación y filtración utilizando un sistema comercial para usar al lado del paciente. Este proceso genera un gran volumen de producto que se puede congelar y almacenar hasta un máximo de 12 meses.
Debido a que la A2M es un producto autólogo, rara vez se informan reacciones adversas.
Normativa federal de terapias regenerativas para animales
La mayoría de las terapias regenerativas veterinarias, incluidas las CMM, el PRP, el SAC, la SPA y la A2M, cumplen con la definición legal de fármaco. Por tanto, estos productos están regulados por la FDA como "productos celulares".
Actualmente no existen terapias regenerativas aprobadas por la FDA para medicina veterinaria; sin embargo, se han publicado pautas para el uso de productos celulares en animales y para las buenas prácticas de fabricación con el fin de proporcionar recomendaciones a fabricantes y veterinarios. Los investigadores pueden inscribir animales con propietario en estudios clínicos gracias a una exención para investigación de la FDA que permite una vía legal para un mayor desarrollo clínico y la investigación de terapias regenerativas y requiere, entre otras cosas, la notificación de acontecimientos adversos.
Se necesitan más ensayos clínicos para determinar la seguridad y la eficacia de las terapias regenerativas veterinarias antes de que reciban la aprobación de la FDA.
La FDA también realiza la supervisión normativa de los dispositivos que generan productos regenerativos; sin embargo, estos productos no requieren la aprobación previa a la comercialización ni la notificación posterior a la comercialización. Por lo tanto, se alienta a los veterinarios a notificar a la FDA cualquier reacción adversa y defecto del producto asociado con estos dispositivos mediante el uso del Formulario FDA 1932a.
Para más información
US Food and Drug Administration: Cell and Tissue Products for Animals
American Veterinary Medical Association: Regenerative Medicine, Including Therapeutic Use of Stem Cells.
Voga M, Adamic N, Vengust M, Majdic G. Stem cells in veterinary medicine—current state and treatment options. Front Vet Sci. 2020;7:278. doi:10.3389/fvets2020.00278
Carr BJ. Platelet-rich plasma as an orthobiologic: clinically relevant considerations. Vet Clin North Am Small Anim Pract. 2022;52(4):977-995. doi:10.1016/j.cvsm.2022.02.005
Garbin LC, Morris MJ. A comparative review of autologous conditioned serum and autologous protein solution for treatment of osteoarthritis in horses. Front Vet Sci. 2021;8:602978. doi:10.3389/fvets.2021.602978
M'Cloud WRC, Guzmán KE, Panek CL, Colbath AC. Stem cells and platelet-rich plasma for the treatment of naturally occurring equine tendon and ligament injuries: a systematic review and meta-analysis. J Am Vet Med Assoc. 2024;262(S1):S50-S60. doi:10.2460/javma.23.12.0723
Mayet A, Zablotski Y, Roth SP, Brehm W, Troillet A. Systematic review and meta-analysis of positive long-term effects after intra-articular administration of orthobiologic therapeutics in horses with naturally occurring osteoarthritis. Front Vet Sci. 2023;10:1125695. doi:10.3389/fvets.2023.1125695
Referencias
Godwin EE, Young NJ, Dudhia J, Beamish IC, Smith RKW. Implantation of bone marrow-derived mesenchymal stem cells demonstrates improved outcome in horses with overstrain injury of the superficial digital flexor tendon. Equine Vet J. 2012;44(1):25-32. doi:10.1111/j.2042-3306.2011.00363.x
Salz RO, Elliott CRB, Zuffa T, Bennet ED, Ahern BJ. Treatment of racehorse superficial digital flexor tendonitis: a comparison of stem cell treatments to controlled exercise rehabilitation in 213 cases. Equine Vet J. 2023;55(6):979-987. doi:10.1111/evj.13922
Vilar JM, Batista M, Morales M, et al. Assessment of the effect of intraarticular injection of autologous adipose-derived mesenchymal stem cells in osteoarthritic dogs using a double blinded force platform analysis. BMC Vet Res. 2014;10:143. doi:10.1186/1746-6148-10-143
Van Loon VJF, Scheffer CJW, Genn HJ, Hoogendoorn AC, Greve JW. Clinical follow-up of horses treated with allogeneic equine mesenchymal stem cells derived from umbilical cord blood for different tendon and ligament disorders. Vet Q. 2014;34(2):92-97. doi:10.1080/01652176.2014.949390
Davis AB, Schnabel LV, Gilger BC. Subconjunctival bone marrow-derived mesenchymal stem cell therapy as a novel treatment alternative for equine immune-mediated keratitis: a case series. Vet Ophthalmol. 2019;22(5):674-682. doi:10.1111/vop.12641
Monteiro SO, Lepage OM, Theoret CL. Effects of platelet-rich plasma on the repair of wounds on the distal aspect of the forelimb in horses. Am J Vet Res. 2009;70(2):277-282. doi:10.2460/ajvr.70.2.277
Geburek F, Gaus M, van Schie HTM, Rohn K, Stadler PM. Effect of intralesional platelet-rich plasma (PRP) treatment on clinical and ultrasonographic parameters in equine naturally occurring superficial digital flexor tendinopathies—a randomized prospective controlled clinical trial. BMC Vet Res. 2016;12(1):191. doi:10.1186/s12917-016-0826-1
Bosch G, van Schie HTM, de Groot MW, et al. Effects of platelet-rich plasma on the quality of repair of mechanically induced core lesions in equine superficial digital flexor tendons: a placebo-controlled experimental study. J Orthop Res. 2010;28(2):211-217. doi:10.1002/jor.20980
Tambella AM, Atili AR, Dini F, et al. Autologous platelet gel to treat chronic decubitus ulcers: a randomized, blind controlled clinical trial in dogs. Vet Surg. 2014;43(6):726-233. doi:10.1111/j.1532-950X.2014.12148.x
Fahie MA, Ortolano GA, Guercio V, et al. A randomized controlled trial of the efficacy of autologous platelet therapy for the treatment of osteoarthritis in dogs. J Am Vet Med Assoc. 2013;243(9):1291-1297. doi:10.2460/javma.243.9.1291
Frisbie DD, Kawcak CE, Werpy NM, Park RD, McIlwraith CW. Clinical, biochemical, and histologic effects of intra-articular administration of autologous conditioned serum in horses with experimentally induced osteoarthritis. Am J Vet Res. 2007;68(3):290-296. doi:10.2460/ajvr.68.3.290
Geburek F, Lietzau M, Beineke A, Rohn K, Stadler PM. Effect of a single injection of autologous conditioned serum (ACS) on tendon healing in equine naturally occurring tendinopathies. Stem Cell Res Ther. 2015;6(1):126. doi:10.1186/s13287-015-0115-0
Bertone AL, Ishihara A, Zekas LJ, et al. Evaluation of a single intra-articular injection of autologous protein solution for treatment of osteoarthritis in horses. Am J Vet Res. 2014;75(2):141-151. doi:10.2460/ajvr.75.2.141
Wanstrath AW, Hettlich BF, Su L, et al. Evaluation of a single intra-articular injection of autologous protein solution for treatment of osteoarthritis in a canine population. Vet Surg. 2016;45(6):764-774. doi:10.1111/vsu.12512