Optimización de las propiedades osteogénicas de las células madre mesenquimales para combatir las lesiones óseas asociadas al mieloma múltiple

Abstract

La compleja interacción de las células de mieloma múltiple (MM) con el microambiente de la médula ósea (MO), y en especial con las células madre mesenquimales (CMMs), modula el crecimiento, la supervivencia, las resistencias a tratamiento y la migración de las células de MM, además de potenciar la angiogénesis, la evasión del sistema inmune y la osteoclastogénesis. Esto último sumado a la inhibición de la osteoblastogénesis promueve las lesiones osteolíticas propias del MM. En este estudio silenciamos, en CMMs, genes anti-osteogénicos (Smurf1, Sfrp1, IKKβ y Nik) mediante GapmeRs específicos para optimizar su potencial osteogénico y su resistencia al efecto negativo de las células del MM, tratando de prevenir así las fracturas osteolíticas. Para probar la efectividad de esta aproximación, tras el silenciamiento de los genes diana en CMMs, se produjo medio condicionado, cuyo efecto sobre las células del MM se testó tras 48 y 72 horas. Además, con el fin de estudiar la comunicación bidireccional entre los dos tipos celulares, las CMMs modificadas se sometieron a un cocultivo con células de MM, evaluando después el impacto de este cocultivo sobre la capacidad osteogénica de las CMMs. Nuestros resultados mostraron que el silenciamiento de Sfrp1 en CMMs mejoró significativamente su potencial osteogénico tras el cocultivo con células de MM. No obstante, esta modificación elevó la expresión de Il-6, citocina inflamatoria asociada a la progresión del MM. Las demás modificaciones mostraron respuestas variables, evidenciando la complejidad del microambiente tumoral y la importancia de estudiar tanto el impacto de las modificaciones en la capacidad osteogénica de las CMMs como en el comportamiento de las células de MM.

The complex interaction between multiple myeloma (MM) cells and the bone marrow (BM) microenvironment, particularly with mesenchymal stem cells (MSCs), modulates MM cell growth, survival, drug resistance and migration, while also promoting angiogenesis, immune evasion and osteoclastogenesis. Together with the inhibition of osteoblastogenesis, these processes contribute to the development of the osteolytic lesions characteristic of MM. In the current study, we silenced anti-osteogenic genes (Smurf1, Sfrp1, IKKβ y Nik) using specific GapmeRs to optimize MSCs’ osteogenic potential and enhance their resistance to the negative effect of MM cells, aiming to prevent osteolytic fractures. To test the effectiveness of this approach, conditioned media was collected after gene silencing in MSCs and its effect on MM cells was evaluated at 48 and 72 hours. Additionally, to study the bidirectional communication between the two cell types, modified MSCs were cocultured with MM cells, and the impact on the osteogenic capacity of MSCs was evaluated. Our results showed that silencing Sfrp1 in MSCs significantly improved their osteogenic potential after coculture with MM cells. However, this modification also increased the expression of Il-6, an inflammatory cytokine associated with MM progression. The other gene modifications exhibited variable responses, highlighting the complexity of the tumor microenvironment and the importance of evaluating both the impact of these modifications on the osteogenic capacity of MSCs and on the behaviour of MM cells.