Factores de Crecimiento

 

Factores de Crecimiento
Las células de todos los tejidos del cuerpo humano están en un proceso continuo de renovación. Las del tejido óseo están embebidas en la matriz extracelular que es una red formada por macromoléculas, participa activamente en el metabolismo celular y regula el comportamiento de las células que están en contacto con ella.

En esta matriz extracelular se encuentran factores solubles que son proteínas. Estas proteínas solubles incluyen las proteínas morfogenéticas BMPs y los Factores de Crecimiento GFs. Contribuyen a dar volumen e intervienen en la función biológica tisular: dirigen el desarrollo embriológico de las células, tejidos y órganos. Tienen un importante papel en la fisiología postfetal.

La Reparación de un tejido es la restauración sin que se conserve su arquitectura original ni su función por lo que las propiedades físicas y mecánicas son inferiores a las originales. Es una transformación que ocurre espontáneamente y el resultado es la cicatrización.

Sin embargo, la Regeneración tisular es la obtención de un tejido restaurado cuyas propiedades son Indistinguibles del tejido original. Por tanto, lo que interesa no es Reparar sino Regenerar: Reconstruir la Forma y Restaurar la Función.

La Biología Regenerativa consiste en identificar las diferencias celulares y moleculares que existen entre la regeneración (tejido nuevo) y la reparación (cicatrización).

El éxito en estimular los mecanismos de regeneración tisular se basa en promover mediante biosustancias artificiales o naturales la migración, proliferación y diferenciación de las células.

Un requisito para la regeneración es el potencial de división de las células que según ello se clasifican en: lábiles, estables y permanentes.

Las células permanentes si se pierden no pueden ser sustituidas, tienen una vida larga y viven en entornos protegidos como son las células nerviosas. La mayoría de las células diferenciadas no son permanentes. Se renuevan. Las nuevas se originan de dos formas: duplicación sencilla de células preexistentes (por ejemplo el hígado), o a partir de células madre no diferenciadas por un proceso de diferenciación que implica un cambio en el fenotipo celular.

Hay grandes similitudes, parecidos entre la embriogénesis y la reparación. En ambos procesos son elementos muy importantes: las células precursoras, los factores de crecimiento y las BMPs que algunas pertenecen a la superfamilia TGF-β.

Los Factores de Crecimiento (GFs) o Factores de Diferenciación y de Crecimiento (GDFs) son Polipéptidos solubles y difusibles que regulan el crecimiento, diferenciación y fenotipo de numerosos tipos de células como las del sistema músculo esquelético por ejemplo. Tienen pesos moleculares comprendidos entre 5 y 35 KDa, y están producidos por gran variedad de células. Se unen a receptores específicos de membrana situados en la superficie de la célula sobre la que actúan. Esto ocurre cuando son enviadas de una célula a otra para transmitir una señal concreta: migración, diferenciación, activación, etc. La célula o células que reciben la señal pueden estar próximas o alejadas de la célula que ha sintetizado y liberado dicho factor. Algunos son sintentizados por casi todas las células por ejemplo TGFβ1 que interviene en casi todos los procesos fisiológicos.

Cada GF tiene una o varias actividades concretas y acciones específicas en una célula concreta dependiendo de las circunstancias concretas del entorno. Cuando es liberado de la célula que lo fabrica, debe interaccionar con su receptor correspondiente y se inicia la acción biológica. Se transmite un estímulo al interior de la célula, amplificando la señal y se encauza de forma específica. Esto implica un amplio espectro de enzimas con funciones especializadas.

Los GFs son multifuncionales; por ejemplo, por un lado estimulan la proliferación de ciertos tipos celulares, por otro inhiben la proliferación de otros y además causan efectos no relacionados con la proliferación en otros tipos de células. Participan en la reparación y en la regeneración. Regulan procesos clave como la Mitogénesis, Quimiotaxis, Diferenciación Celular y Metabolismo.

Los nombres de los GFs reflejan su actividad o fuente de aislamiento descrita originalmente, y los que se hallan en el tejido óseo y en los tejidos implicados en la regeneración son:
• PDGF: Platelet Derived Growth Factor. Está producido por las plaquetas, macrófagos y células endoteliales. Es una proteína almacenada en los gránulos alfa de las plaquetas. Se libera cuando las plaquetas se agregan y se inicia la cascada de la coagulación. Las células de tejido conectivo de dicha región responden iniciando un proceso de replicación.
• VEGF: Vascula Endotelial Growth Factor. La secuencia de aminoácidos tiene una similitud del 24% al PDGF-β pero se une a diferentes receptores por lo que induce distintos efectos biológicos. Es un mitógeno potente selectivo para las células endoteliales. Tiene una acción angiogénica in vivo.
• TGF-β: Transformed Growth Factor. Es una superfamilia de proteínas que incluye las proteínas óseas morfogenéticas y otras. Tiene tres funciones fundamentales:
o Modula la proliferación celular: es supresor;
o Aumenta la síntesis de matriz extracelular e inhibe su degradación;
o Efecto inmunosupresor.

Pero la acción específica en una célula depende de las circunstancias exactas del entorno de ella.
• AFGF y bFGF: Acidic and Basic Fibroblastic Growth factor. Gran variedad de células los sintetizan incluidos fibroblastos y osteoblastos. Se han identificado cuatro tipos diferentes de receptores. Tienen un papel importante en la regeneración tisular: estimula la proliferación de la mayoría de las células implicadas en la reparación: capilares endoteliales, vasculares endoteliales, fibroblastos, keranocitos, condrocitos, mioblastos, etc.
• IGF-I y IGF-II: Insulin like Growth Factor Type I and II. Se encuentran en el hueso en gran cantidad. El I está producido por los osteoblastos. Estimula la formación de hueso induciendo proliferación celular, aumenta el número de células multinucleadas osteoclásticas, la diferenciación, y la biosíntesis de Colágeno tipo I.
• EGF: Epidermal Growth Factor. Su estructura es similar a la del TGF-α se une a los mismos receptores y su acción biológica es similar. No idéntica. El EGF se sintetiza en riñones, glándula submandibular, glándula lacrimal, glándula de Brunner y también es sintetizado por los megakariocitos. Este GFs se encuentra en la saliva, lágrimas y orina. Favorece la reparación de las heridas. Estimula la migración y la mitosis de las células epiteliales y aumenta la síntesis de proteínas como la fibronectina. También atrae los fibroblastos por quimiotaxis y éstos sintetizan colágeno produciéndose un aumento del colágeno total.
Los estudios realizados en Biología Molecular han localizado el cromosoma y el segmento de éste en que están los genes que codifican PDGF, TGF-β, etc., o sus receptores.
El PRGF es Plasma Rico en Plaquetas con todas las Proteínas y Factores de Coagulación Plasmáticos.
• La fracción plasmática que se utiliza se obtiene por un centrifugado lento
• Se realiza con cantidades muy pequeñas de sangre
• El coágulo se obtiene al añadir calcio (cloruro de calcio) sin tener que utilizar trombina bovina.

Uno de los objetivos principales de la Biología de la Regeneración consiste en identificar las señales que regulan la proliferación y diferenciación celular. Puede que la regeneración sea cuestión solo de activar ciertas células proporcionándoles las señales estimuladoras adecuadas o neutralizar ciertas señales supresoras de regeneración.
 
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