Análisis del efecto de la matriz extracelular en la migración 3d de fibroblastos y osteoblastos humanos

Zusammenfassung

Las células utilizan múltiples modos de migración para desplazarse en matrices tridimensionales (3D), tanto de forma individual como colectiva, rigiéndose por la interacción de las células con el microambiente extracelular y con otras células. Este entorno extracelular es un desafío porque requiere que la célula se filtre a través de estructuras complejas o densas, y para ello se requieren adaptaciones celulares a la matriz extracelular e incluso la remodelación de la misma. Este trabajo se centra en mejorar el entendimiento del papel que tiene la matriz extracelular que rodea a las células en procesos de cicatrización de heridas y regeneración ósea. Para ello se utilizan experimentos in vitro mediante plataformas microfluídicas que permiten el cultivo celular en 3D, las cuales facilitan la observación de la respuesta celular en tiempo real de una forma más fisiológica que con otros métodos más clásicos. En primer lugar, se realizó el estudio del comportamiento migratorio de una monocapa de fibroblastos en presencia de gradientes químicos de unión a la matriz y solubles con el factor de crecimiento derivado de plaquetas BB (PDGF-BB), los cuales también se combinaron con distintas concentraciones de colágeno para analizar el efecto mecánico de la matriz. En segundo lugar, se cuantificó la migración 3D de osteoblastos ante gradientes de PDGF-BB y mediante la utilización de un inhibidor de amplio espectro de las metaloproteasas (marimastat) se reguló la actividad de degradación de la matriz extracelular. También se analizó el efecto de la modificación de la arquitectura de la matriz mediante el entrecruzamiento de las fibras y se estudiaron las propiedades biomecánicas y microestructurales de las distintas matrices extracelulares utilizadas. Finalmente, se analizó la capacidad de los osteoblastos para formar protrusiones en distintas concentraciones de colágeno de la matriz extracelular, en presencia de inhibidores de actina y de metaloproteasas. Los resultados que se muestran indican que la microestructura de los hidrogeles utilizados determina las propiedades migratorias tanto de fibroblastos humanos en respuesta a gradientes quimiotácticos como de osteoblastos, dependiendo de la degradación de la matriz.