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Fundación Ramón Areces

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Ciencias de la Vida y de la Materia

Aplicación de biomateriales con fines angiogénicos, antioxidantes y regenerativos en el sistema nervioso central

Investigador Principal: 
José Miguel Soria López 


Centro de Investigación:
Facultad de Ciencias de la Salud. Universidad CEU- Cardenal Herrera. Valencia.

Sinopsis:
José Miguel Soria El daño en el sistema nervioso central de los mamíferos puede causar minusvalías irreparables debido a la limitada capacidad de autorregeneración del tejido neural. Las terapias celulares con técnicas de ingeniería tisular son un campo de investigación emergente en el tratamiento de las degeneraciones del sistema nervioso central. Requieren diversos componentes: la identificación de poblaciones celulares con potencialidad regeneradora, su expansión in vitro, estrategias de inmunosupresión en su caso, y la reconstrucción del microentorno específico (con una matriz y señales de crecimiento y adherencia celular) necesario para la diferenciación celular y la histogénesis. El proyecto tiene por finalidad contribuir al avance en la obtención de materiales sintéticos que ayuden tanto en las etapas in vitro como in vivo de las estrategias para la regeneración del sistema nervioso central y, más específicamente, del tejido cerebral. Por tanto, la hipótesis principal es que biomateriales específicos o combinados con sustancias antioxidantes podrían ser de gran utilidad en el diseño de nuevas estrategias neurodegenerativas.

Los resultados in vitro obtenidos indican que aquellos biomateriales poliméricos porosos permiten la supervivencia de células endoteliales HUVEC y la diferenciación de células madre neurales obtenidas de rata adulta. Este paso resulta crucial para su posterior implante en animales con daño cerebral. En una segunda fase se planteó como objetivo evaluar el potencial de estos biomateriales en animales y su capacidad para regenerar zonas dañadas. Así, mediante experimentos in vivo, en roedores se ha demostrado la viabilidad de biomateriales poliméricos basados en etilacrilato como estructura soporte en la regeneración del sistema nervioso.

Como ultimo objetivo se planteó la estrategia de utilizar tratamiento farmacológico antioxidante con fines neurorregenerativos y angiogénicos; el objetivo fue conseguido mediante la aplicación de acido lipoico capaz de atravesar la barrera hematoencefálica en animales con daño cerebral. Se demostró in vivo la capacidad antioxidante del acido lipoico, produciendo como consecuencia una disminución significativa de la muerte celular y un aumento de la proliferación en la zona lesionada.

Por otra parte y de forma significativa, se observó que el tratamiento farmacológico produjo un aumento significativo de la angiogénesis local en la zona de lesión cerebral, lo cual acompañó al efecto general de regeneración del tejido neural.

En la actualidad se trabaja en la terapia combinada mediante la aplicación conjunta de células madre, biomateriales y tratamiento farmacológico antioxidante.

Mediante sistema de resonancia magnética funcional (FMRi), se analiza la recuperación funcional del tejido nervioso tras aplicación de biomateriales en daño cerebral local.

Imagen

Implante de biomateriales poliméricos en corteza cerebral con fines regenerativos (Martinez Ramos et al., Journal of Biomed Mat Res, 2012)

Imagen

Efecto del tratamiento farmacológico con lipoico tras daño cerebral (Rocamonde et al., Neuroscience, 2012)



Producción científica:

Artículos generados en Revistas 7 
Comunicaciones en congresos nacionales 2
Comunicaciones en congresos internacionales 7

Relación de artículos propios:

  • D. DiasVeiga, J. Costa Antunes, R. García Gómez, J.F. Mano, J.L. Gómez Ribelles and J.M. Soria: Three-dimensional scaffolds as a model system for neural and endotelial "in vitro" culture. J BiomaterAppl. 2011 Sep;26(3):293-310. doi: 10.1177/0885328210365005.
  • Soria JM, Sancho-Tello M, Esparza MA, Mirabet V, Bagan JV, Monleón M, Carda C. Biomaterials coated by dental pulp cells as substrate for neural stemcell differentiation. J Biomed Mater Res A. 2011 Feb 11. doi: 10.1002/jbm.a.33032.
  • Brenda Rocamonde, Sara Paradells, Jorge M. Barcia, Carlos Barcia, José Manuel García Verdugo, María Miranda, Francisco Javier Romero Gómez and José Miguel Soria: Lipoic AcidTreatment as Neuroregenerative Strategy After Brain Injury. Neuroscience. 2012 Nov 8;224:102-15
  • Martínez-Ramos C, Vallés-Lluch A, Verdugo JM, Ribelles JL, Barcia Albacar JA, Orts AB, Soria López JM, Pradas MM: Channeled scaffolds implanted in adult rat brain: J Biomed Mater Res A. 2012 Dec;100(12):3276-86. doi: 10.1002/jbm.a.34273. Epub 2012 Jun 26.
  • Olmedilla MP, Lebourg M, Ivirico JE, Nebot I, Giralt NG, Ferrer GG, Soria J, Ribelles JG: In vitro 3D culture of human chondrocytes using modified ε-caprolactone scaffolds with varying hydrophilicity and porosity. J BiomaterAppl. 2012 Sep;27(3):299-309.

Relación de colaboraciones:

  • Laboratorio del Prof. Jose Manuel García Verdugo. Instituto Cavanilles Universidad de Valencia
  • Laboratorio del Prof. Manuel Monleón. Centro de Biomateriales. Universidad Politécnica de Valencia

Relación de comunicaciones en congresos nacionales:

  • Autores: Paradells S., Rocamonde B. , Olmeda I., Barcia J M, Romero F.J , Soria J M
    Titulo: Estudio a nivel histológico y bioquímico de los efectos del ácido lipoico administrado tras una lesión en el SNC.
    Congreso: Congreso de la Sociedad Española de Neurociencia 2011
    Lugar celebración: Salamanca, España
    Fecha: 2011
  • Autores: B. Rocamonde Esteve, S. Paradells Navarro, I. Olmeda Hurtado, JM. Barcia, FJ. Romero, JM. Garcia Verdugo y JM. Soria López.
    Titulo: Estudio de la regeneración cerebral tras tratamiento con ácido lipoico
    Congreso: Congreso de la Sociedad Española de Neurociencia 2011
    Lugar celebración: Salamanca, España
    Fecha: 2011

Relación de comunicaciones en congresos internacionales:

  • Autores: Zipancic I, Alvarez-Dolado M and Soria JM
    Titulo: Bone marrow-derived cell therapy in combination with lipoic acid iseffective therapeutic approach for functional recovery after traumatic brain injury
    Tipo de participación: Comunicación
    Congreso: The International Brain Injury Association's Ninth World Congress on Brain Injury
    Lugar celebración: Edimburgo, Escocia
    Fecha: 2012
  • Autores: Paradells S, Rocamonde B, Olmeda I, Miranda M, Romero FJ, Barcia JM, Barcia C, Garcia-Verdugo JM and Soria JM.
    Titulo: Use of lipoic acid such as regenerative therapy after local brain injury.
    Tipo de participación: Comunicación
    Congreso: The International Brain Injury Association's Ninth World Congress on Brain Injury
    Lugar celebración: Edimburgo, Escocia
    Fecha: 2012
  • Autores: Rocamonde B, Paradells S, Olmeda I, Miranda M, Romero FJ, Barcia JM, Barcia C, Garcia-Verdugo JM and Soria JM.
    Titulo: Polymeric biomaterials combined with lipoic acid as a therapy after a cortical brain injury.
    Tipo de participación: Comunicación
    Congreso: The International Brain InjuryAssociation's Ninth World Congress on Brain Injury
    Lugar celebración: Edimburgo, Escocia
    Fecha: 2012
  • Autores: Paradells S., Rocamonde B., Olmeda I., Barcia J M, Romero F.J., Soria J.M.
    Titulo: Estudio a nivel histológico y bioquímico de los efectos del ácido lipoico administrado tras una lesión en el SNC.
    Congreso: Congreso de la Sociedad Española de Neurociencia 2011
    Lugar celebración: Salamanca, España
    Fecha: 2011
  • Autores: B. Rocamonde Esteve, S. Paradells Navarro, I. Olmeda Hurtado, JM. Barcia, FJ. Romero, JM. Garcia Verdugo y JM. Soria López.
    Titulo: Estudio de la regeneración cerebral tras tratamiento con ácido lipoico
    Congreso: Congreso de la Sociedad Española de Neurociencia 2011
    Lugar celebración: Salamanca, España
    Fecha: 2011
  • Autores: M. Flores-Bellver, V. Sánchez-Vallejo, R. Álvarez-Nölting, M. Miranda, J.M. Soria J.M.Barcia, F.J. Romero
    Titulo: Characterization and differentiation of isolated retinal progenitor cells
    Tipo de participación: Poster
    Congreso; Leopoldina NationaleAkademie der Wissenchaften
    Lugar celebración: Alemania (Tübingen)
    Fecha: 2011
  • Autores: Rocamonde B, Martinez-Ramos C, Catalán T, Barcia, Monleón M, Barcia JM y Soria JM
    Titulo: Biodegradable Poly (lactic acid) scaffolds with internal hyaluronic acid coating.Biological response in Vitro.Tipo de participación: Poster
    Congreso: 8th World Biomaterials Congress, 28 May - 1 June, Amsterdam, the Netherlands 2010
    Lugar celebración: Holanda
    Fecha: 2010



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