Explorando el silenciamiento de NF-κβ en células madre mesenquimales como estrategia para el aumento osteogénico

Abstract

La disminución de estrógenos tras la menopausia aumenta la inflamación. Una de las principales vías activadas en las células madre mesenquimales (CMMs) por esta inflamación es la vía NF-κβ, que tiene un efecto anti-osteogénico. Nuestra hipótesis es que silenciar genes clave de las vías NF-κβ canónica y no canónica en CMMs podría mejorar su potencial osteogénico. Silenciamos los genes IKKα, IKKβ, Nemo y Nik en CMMs murinas utilizando GapmeRs específicos. Los ensayos básicos de función celular no mostraron cambios significativos en la proliferación, quimiotaxis y viabilidad tras el silenciamiento. Tras optimizar las condiciones de cultivo para la activación de la vía con LPS y la inhibición con inhibidores comerciales, confirmamos la inhibición eficiente de la vía. La diferenciación osteogénica de las CMMs tras el silenciamiento de los genes mostró que los marcadores osteogénicos IBSP y ALPL aumentaron notablemente en las células silenciadas para IKKβ y Nemo. Además, la tinción con Rojo Alizarina indicó un aumento significativo de 1,5 veces en la mineralización en células silenciadas para IKKβ comparado con el control. Estos hallazgos sugieren que el silenciamiento de IKKβ en las CMMs endógenas podría aumentar su potencial osteogénico y mejorar la regeneración ósea sin comprometer las funciones celulares básicas.

Decreased estrogens levels following menopause result in heightened inflammation. One primary pathway activated in mesenchymal stem cells (MSCs) in response to this inflammation is the NF-κβ pathway, which exerts an anti-osteogenic effect. We hypothesized that silencing key genes in both canonical and non-canonical NF-κβ pathways in MSCs could enhance their osteogenic potential. We silenced IKKα, IKKβ, Nemo, and Nik genes in murine MSCs using specific GapmeRs. Basic cell function assays indicated no significant changes in proliferation, chemotaxis, or viability upon gene silencing. After optimizing culture conditions for pathway activation with LPS and inhibition with commercial inhibitors BMS-345541 and MLN120B, we confirmed efficient pathway inhibition upon gene silencing. Osteogenic differentiation of MSCs following silencing of the various target genes revealed that key osteogenic markers, IBSP and ALPL, notably increased in IKKβ and Nemo-silenced cells. Additionally, Alizarin Red staining showed a significant 1.5-fold increase in mineralization in IKKβ-silenced cells compared to controls. These findings suggest that targeting IKKβ at the level of endogenous MSCs could be a valid approach for enhancing their osteogenic potential, thereby promoting bone regeneration without compromising basic cell functions.