ⓘ Descelularización. La descelularización es el proceso usado en ingeniería biomédica para aislar la matriz extracelular de un tejido de las células que lo habita ..

                                     

ⓘ Descelularización

La descelularización es el proceso usado en ingeniería biomédica para aislar la matriz extracelular de un tejido de las células que lo habitan, dejando un andamio de ECM del tejido original, que puede ser utilizado en órganos artificiales y regeneración tisular. Los trasplantes de órganos y de tejido tratan una variedad de problemas médicos, que van desde la insuficiencia multiorgánica hasta la cirugía estética. Una de las mayores limitaciones para trasplante de órganos deriva del rechazo de órganos causado por la superficie celular de los anticuerpos en el órgano que se dona. ​ Este proceso crea un biomaterial natural para que actúe como andamio para el crecimiento celular, la diferenciación celular y el crecimiento de tejidos. Al recelularizar un andamio de ECM con células propias del paciente, se elimina la respuesta inmunológica adversa. Hoy en día, están disponibles de manera comercial andamios de ECM para una amplia variedad de residuos. ingeniería de tejidos.

Con una amplia variedad de tratamientos inductores de descelularización disponible, las combinaciones de tratamientos físicos, químicos y enzimáticos son monitoreados cuidadosamente para asegurarse de que el andamio ECM mantiene la integridad estructural y química del tejido original. ​

                                     

1. Resumen del proceso

Los investigadores son capaces de tomar el tejido de un donante o cadáver, lisar y matar a las células dentro del tejido sin dañar a los componentes extracelulares y al final terminar con un producto que es el andamio ECM natural que tiene las mismas funciones físicas y bioquímicas del tejido natural. ​ Debido a este requerimiento, se pueden perfundir químicos y enzimas a través de las arterias, venas y capilares presentes. Bajo este mecanismo y con las condiciones fisiológicas apropiadas, los tratamientos pueden difundir igualmente a todas las células dentro del órgano. Los tratamientos pueden ser removidos a través de las venas al final del proceso. La descelularización cardiaca y pulmonar usa este proceso frecuentemente para introducir los tratamientos gracias a sus redes altamente vascularizadas. La descelularización por inmersión se logra a través de la submersión de un tejido en tratamientos químicos y enzimáticos. Este proceso se logra más fácilmente que el de perfusión, pero está limitado a tejidos delgados con un sistema vascular limitado.

                                     

2. Tratamientos físicos

The most common physical methods used to lyse, kill, and remove cells from the matrix of a tissue through the use of temperature, force and pressure, and electrical disruption. Temperature methods are often used in a rapid freeze-thaw mechanism. By quickly freezing a tissue, microscopic ice crystals form around the plasma membrane and the cell is lysed. ​

                                     

3. Tratamientos químicos

La combinación adecuada de químicos para la descelularización es elegida dependiendo en el grosor, composición de matriz extracelular y uso pretendido del tejido u órgano. Por ejemplo, no se pueden usar enzimas en un tejido con colágeno porque interrumpirían las fibras de tejido conectivo. Sin embargo, cuando no hay altas concentraciones o necesidad de colágeno en el tejido, las enzimas pueden ser una opción viable para la descelularización. Los químicos utilizados para matar y remover las células incluyen ácidos, tratamientos alcalinos, detergentes iónicos, detergentes no iónicos y detergentes zwitteriónicos.

El detergente iónico, dodecilsulfato sódico es comúnmente utilizado debido a su alta eficacia para lisar las células sin causar daño significativo la matriz extracelular. Los detergentes actúan para lisar la membrana celular y exponer los contenidos celulares para que puedan ser degradados. Después de que el SDS lisa la membrana células, las endonucleasas y exonucleasas degradan los contenidos genéticos, mientras que otros componentes de las células son solubilizados y enjuagados. Se usa comúnmente el SDS is aunque tiene una tendencia de modificar ligeramente la estructura de la matriz extracelular. Tratamientos ácidos y alcalinos pueden ser omplementos efectivos de un tratamiento con SDS por su habilidad de degradar ácidos nucleicosy solubilizar inclusiones citoplasmáticas. ​

El detergente no iónico más conocido es el Triton X-100, el cual es popular debido a su habilidad para alterar las interacciones de los lípidos con otros lípidos y con proteínas. El Triton X-100 no interrumpe las interacciones entre proteínas, lo cual es benéfico ya que ayuda a mantener intacta la matriz extracelular. El EDTA es un agente quelante que acepta calcio, el cual es un componente necesario para que las proteínas interactúen entre sí. Al dejar al calcio inaccesible, el EDTA previene que las proteínas integrales entre células se unan entre sí. Normalmente, el EDTA es acompañado con tripsina, una enzima que actúa como proteasa para cortar los enlaces ya existentes entre las proteínas integrales dentro del tejido. La combinación EDTA-tripsina es una buena opción para descelularizar tejidos.



                                     

4. Tratamientos enzimáticos

Enzymes used in decellularization treatments are used to break the bonds and interactions between nucleic acids, interacting cells through neighboring proteins, and other cellular components. lipasas, termolisina, galactosidasa, nucleasas, and tripsina have all ben used in the removal of cells. After a cell is lysed with a detergent, acid, physical pressure, etc., endonucleases and exonucleases can begin the degradation of the genetic material. Endonucleases cleave DNA and RNA in the middle of sequences. Benzoase, an endonuclease, produces multiple small nuclear fragments that can be further degraded and removed from the ECM scaffold. ​

                                     

5. Aplicaciones

A natural ECM scaffold provides the necessary physical and biochemical environment to facilitate the growth and specialization of potent progenitor and stem cells. Acellular matrices have been isolated in vitro and in vivo in a number of different tissues and organs. ​ The future applications of decellularized tissue matrix is still being discovered and is considered one of the most hopeful areas in regenerative research.

                                     
  • ingeniería de tejidos o terapia celular. Existen muchas técnicas para la descelularización la mayoría basadas en un protocolo detergente o enzimático cuyo