Evaluación de la expansión de células madre mesenquimales en condiciones hipóxicas y medio suplementado con plasma pobre en plaquetas para la posible aplicación en la medicina regenerativa
Las células madre mesenquimales (MSC) se utilizan en medicina regenerativa para tratar diversas enfermedades. Sin embargo, durante su expansión in vitro, un alto porcentaje muere debido a las condiciones estándar de cultivo o al tiempo transcurrido. Para el cultivo celular in vitro, hay dos parámetr...
- Autores:
-
Ortiz Galvis, Brithney Johanna
Sarabia Quintero, Miguel Angel
Martinez Tello, Andrea Juliana
- Tipo de recurso:
- Trabajo de grado de pregrado
- Fecha de publicación:
- 2023
- Institución:
- Universidad Autónoma de Bucaramanga - UNAB
- Repositorio:
- Repositorio UNAB
- Idioma:
- spa
- OAI Identifier:
- oai:repository.unab.edu.co:20.500.12749/21073
- Acceso en línea:
- http://hdl.handle.net/20.500.12749/21073
- Palabra clave:
- Biomedical engineering
Biological physics
Bioengineering
Clinical engineering
Mesenchymal stem cells (MSC)
Growing conditions
Platelet poor plasma (PPP)
Fetal bovine serum (FBS)
Population doubling rate
Population generations
Bone marrow
Cell culture
Cloning cells
Ingeniería biomédica
Ingeniería
Biofísica
Bioingeniería
Medicina
Biomédica
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Cultivo de células
Células de clonación
Células madre mesenquimales (MSC)
Condiciones de cultivo
Hipoxia
Normoxia
Plasma pobre en plaquetas (PPP)
Suero fetal de bovino (FBS)
Tasa de duplicación poblacional
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- License
- http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/2.5/co/
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Evaluation of the expansion of mesenchymal stem cells in hypoxic conditions and medium supplemented with platelet-poor plasma for possible application in regenerative medicine |
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Las células madre mesenquimales (MSC) se utilizan en medicina regenerativa para tratar diversas enfermedades. Sin embargo, durante su expansión in vitro, un alto porcentaje muere debido a las condiciones estándar de cultivo o al tiempo transcurrido. Para el cultivo celular in vitro, hay dos parámetros importantes a tener en cuenta: 1) la fuente de factores de crecimiento, siendo el más utilizado el suero fetal bovino (FBS); sin embargo, puede causar problemas inmunológicos, contaminación por agentes infecciosos como virus, micoplasmas o bacterias, además de plantear dilemas éticos en su obtención y tener un alto costo comercial. 2) las condiciones de incubación, que generalmente presentan un 21% de oxígeno (normoxia), lo cual es elevado en comparación con las condiciones normales del tejido de las MSCs. A pesar de las limitaciones conocidas al cultivar con FBS y en condiciones de 21% de oxígeno, continúa haciéndose de esta manera sin tener en cuenta los daños colaterales que podrían causarse a las células. Por lo tanto, en este proyecto se evaluó el efecto de condiciones hipóxicas (5% de O2) y un medio no xenogénico como el plasma pobre en plaquetas (PPP), mediante el análisis del número de generaciones de población y el tiempo de duplicación de la población durante el tiempo de estudio en el cultivo, con el fin de determinar si las condiciones mencionadas son óptimas o factibles en la implementación de cultivos celulares. Con este propósito, se evaluaron dos condiciones: células cultivadas en normoxia y FBS como grupo de control, normoxia con PPP, hipoxia con FBS e hipoxia con PPP. Los resultados de esta investigación muestran que el grupo de control presentó una tasa de proliferación de 0.989 con 23 generaciones alcanzadas, mientras que los cultivos con las condiciones experimentales tuvieron una tasa de 0.978 para FBS en hipoxia con 22.36 generaciones, 0.964 para PPP en hipoxia con 13.08 generaciones y 0.945 para PPP en normoxia con 15.44 generaciones. A partir de esto, se concluye que la condición de cultivo suplementada con PPP bajo condiciones hipóxicas no es adecuada para expandir las MSCs, ya que es la que presenta la tasa de proliferación más baja y el menor número de generaciones de población en el tiempo de cultivo determinado. |
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Becerra Bayona, Silvia Milenaf59fde3b-924f-4fcc-96e9-5fd6250b2daeSolarte David, Víctor Alfonso54590e96-eda3-4b43-9ffa-14bd35ed7d08Ortiz Galvis, Brithney Johannaebbaaf6f-701b-46d7-9d1f-e123e2fa2d13Sarabia Quintero, Miguel Angel2084470b-d1b9-4ff4-8c0f-11c2271dffb2Martinez Tello, Andrea Julianacb93fa49-fc31-4ff0-a723-1217251a0b76Solarte David, Víctor Alfonso [0001329391]Becerra Bayona, Silvia Milena [0001568861]Becerra Bayona, Silvia Milena [es&oi=ao]Solarte David, Víctor Alfonso [0000-0002-9856-1484]Becerra Bayona, Silvia Milena [0000-0002-4499-5885]Becerra Bayona, Silvia Milena [Silvia-Becerra-Bayona]Solarte David, Víctor Alfonso [víctor-alfonso-solarte-david]Becerra Bayona, Silvia Milena [silvia-milena-becerra-bayona]Becerra Bayona, Silvia Milena [silvia-becerra-3174455a]ColombiaUNAB Campus Bucaramanga2023-08-08T16:09:47Z2023-08-08T16:09:47Z2023-07-27http://hdl.handle.net/20.500.12749/21073instname:Universidad Autónoma de Bucaramanga - UNABreponame:Repositorio Institucional UNABrepourl:https://repository.unab.edu.coLas células madre mesenquimales (MSC) se utilizan en medicina regenerativa para tratar diversas enfermedades. Sin embargo, durante su expansión in vitro, un alto porcentaje muere debido a las condiciones estándar de cultivo o al tiempo transcurrido. Para el cultivo celular in vitro, hay dos parámetros importantes a tener en cuenta: 1) la fuente de factores de crecimiento, siendo el más utilizado el suero fetal bovino (FBS); sin embargo, puede causar problemas inmunológicos, contaminación por agentes infecciosos como virus, micoplasmas o bacterias, además de plantear dilemas éticos en su obtención y tener un alto costo comercial. 2) las condiciones de incubación, que generalmente presentan un 21% de oxígeno (normoxia), lo cual es elevado en comparación con las condiciones normales del tejido de las MSCs. A pesar de las limitaciones conocidas al cultivar con FBS y en condiciones de 21% de oxígeno, continúa haciéndose de esta manera sin tener en cuenta los daños colaterales que podrían causarse a las células. Por lo tanto, en este proyecto se evaluó el efecto de condiciones hipóxicas (5% de O2) y un medio no xenogénico como el plasma pobre en plaquetas (PPP), mediante el análisis del número de generaciones de población y el tiempo de duplicación de la población durante el tiempo de estudio en el cultivo, con el fin de determinar si las condiciones mencionadas son óptimas o factibles en la implementación de cultivos celulares. Con este propósito, se evaluaron dos condiciones: células cultivadas en normoxia y FBS como grupo de control, normoxia con PPP, hipoxia con FBS e hipoxia con PPP. Los resultados de esta investigación muestran que el grupo de control presentó una tasa de proliferación de 0.989 con 23 generaciones alcanzadas, mientras que los cultivos con las condiciones experimentales tuvieron una tasa de 0.978 para FBS en hipoxia con 22.36 generaciones, 0.964 para PPP en hipoxia con 13.08 generaciones y 0.945 para PPP en normoxia con 15.44 generaciones. A partir de esto, se concluye que la condición de cultivo suplementada con PPP bajo condiciones hipóxicas no es adecuada para expandir las MSCs, ya que es la que presenta la tasa de proliferación más baja y el menor número de generaciones de población en el tiempo de cultivo determinado.1. Planteamiento del Problema..........................................................................................10 2. Justificación...................................................................................................................12 3. Objetivos y pregunta problema .....................................................................................14 3.1 Pregunta Problema ......................................................................................................14 3.2 Objetivo General.........................................................................................................14 3.3 Objetivos Específicos .................................................................................................14 4. Marco teórico ................................................................................................................15 4.1. Células Madre, clasificación y división.....................................................................15 4.2. Células madre según su tipo y potencial de diferenciación .......................................16 4.3. Células Madre Mesenquimales (MSC)......................................................................17 4.4. Cultivo celular de MSC bajo condiciones estándar...................................................19 4.5. Extracción del PRP y PPP .........................................................................................22 4.6. Plasma rico en plaquetas (PRP).................................................................................23 4.7. Plasma pobre en plaquetas (PPP)...............................................................................24 4.8. Cultivo celular de MSC bajo condiciones hipóxicas.................................................25 5. Estado del arte ...............................................................................................................27 6. Metodología......................................................................................................................30 6.1. Obtención de PPP ......................................................................................................30 6.3. Recuento celular ........................................................................................................31 6.4. Análisis de resultados ................................................................................................33 7. Resultados.....................................................................................................................34 7.1. Cálculo de Tiempo de duplicación poblacional (TDP)..........................................34 7.2. Tasa de proliferación celular..................................................................................38 8. Análisis de resultados....................................................................................................41 8.1. Efecto del PPP como suplemento en medio de cultivo celular..............................41 8.2. El rol de la hipoxia en el cultivo celular ................................................................43 9. Conclusiones y recomendaciones..................................................................................46 10. Referencias ................................................................................................................48 ANEXOS..............................................................................................................................58PregradoMesenchymal stem cells (MSC) are used in regenerative medicine to treat various diseases. However, during its expansion in vitro, a high percentage dies due to standard culture conditions or time. For culture, medium supplemented with fetal bovine serum is usually used, which can cause immune problems, contamination and which, in turn, is expensive. In addition, apart from the incubation at 37 °C, the environment is in normal atmospheric oxygen conditions (normoxia) that differs from the physiological niche of the cells (hypoxia). Despite the known limitations, these methods continue to be used without taking into account the collateral damage that may be caused to the cells. Therefore, in this project the effect of hypoxic conditions (5% O2) and non-xenogeneic medium such as platelet-poor plasma (PPP) was evaluated by analyzing the number of population generations and population doubling time during the study. time in culture, in order to determine if the conditions presented above are optimal or feasible in the implementation of cell cultures. The evaluation was performed using four different culture conditions, which comprise normoxia with FBS as control group, normoxia with PPP, hypoxia with FBS and hypoxia with PPP. Through this research, we sought to evaluate the effect of the proposed experimental conditions for the expansion of MSCs, establishing the time and rate of population doubling. The control presented a proliferation rate of 0.989 and the cultures with the experimental conditions had a rate greater than 0.940, the condition in hypoxia supplemented with FBS being closest to the control with a value of 0.978. In addition, considering the population doubling time (TDP) reached by the MSCs in each one of the conditions, it was obtained that in a time of 1057 hours the cells supplemented with PPP did not exceed 15 population generations (GP) while in the same time the control reached 23 GP and in hypoxia with FBS approximately 22 GP. From this it is concluded that the culture condition in hypoxia with FBS is the one that presents more similarities to the control and can improve cell expansion, reduce oxidative stress, among others. On the other hand, the use of PPP is not recommended since its doubling time is considerably higher than the control.Modalidad Presencialapplication/pdfspahttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/2.5/co/Abierto (Texto Completo)Atribución-NoComercial-SinDerivadas 2.5 Colombiahttp://purl.org/coar/access_right/c_abf2Evaluación de la expansión de células madre mesenquimales en condiciones hipóxicas y medio suplementado con plasma pobre en plaquetas para la posible aplicación en la medicina regenerativaEvaluation of the expansion of mesenchymal stem cells in hypoxic conditions and medium supplemented with platelet-poor plasma for possible application in regenerative medicineIngeniero BiomédicoUniversidad Autónoma de Bucaramanga UNABFacultad IngenieríaPregrado Ingeniería Biomédicainfo:eu-repo/semantics/bachelorThesisTrabajo de Gradohttp://purl.org/coar/resource_type/c_7a1finfo:eu-repo/semantics/acceptedVersionhttp://purl.org/redcol/resource_type/TPBiomedical engineeringBiological physicsBioengineeringClinical engineeringMesenchymal stem cells (MSC)Growing conditionsPlatelet poor plasma (PPP)Fetal bovine serum (FBS)Population doubling ratePopulation generationsBone marrowCell cultureCloning cellsIngeniería biomédicaIngenieríaBiofísicaBioingenieríaMedicinaBiomédicaMédula óseaCultivo de célulasCélulas de clonaciónCélulas madre mesenquimales (MSC)Condiciones de cultivoHipoxiaNormoxiaPlasma pobre en plaquetas (PPP)Suero fetal de bovino (FBS)Tasa de duplicación poblacionalGeneraciones poblacionalesAlmalki, S. 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