Los exosomas derivados de células madre de cartílago senescente inducen lesiones por estrés oxidativo en las células del núcleo pulposo y agravan la degeneración del disco intervertebral mediante la regulación de FOXO3

La degeneración del disco intervertebral (IVDD) es la principal causa de dolor lumbar y discapacidad asociada en todo el mundo. La placa final del cartílago (CEP) es una estructura crítica para mantener la homeostasis del disco intervertebral, mediante la comunicación intracelular mediada por exosomas (exos) entre las células madre de la placa final del cartílago (CESC) y las células del núcleo pulposus (NPCS). Sin embargo, si la senescencia de los cescs influye en la funcionalidad de los exos derivados de CESCS (CESCS-Exos) y participa en el progreso de IVDD sigue sin estar clara. En este estudio, exploramos el papel y el mecanismo de la comunicación intracelular basada en exos entre cescs senescentes y NPC en IVDD. Los CESC aislados de individuos envejecidos (S-CESC) exhibieron altos niveles de senescencia en comparación con los CESC aislados de individuos jóvenes (Y-CESC). Se extrajeron e identificaron exos de Y-CESC (Y-Exos) y de S-CESC (S-Exos). Sorprendentemente, descubrimos que S-Exos perdió los efectos terapéuticos como se exhibieron los y-Exos exhibidos en la mitigación de IVDD e incluso IVDD agravado al inducir lesiones por estrés oxidativo en NPC. La secuenciación por microARN reveló una regulación positiva significativa de la expresión de miR-29B-3P en S-Exos. A través de la predicción del objetivo de microARN, los ensayos de luciferasa dual, la secuenciación de ARN, la sobreexpresión y la supresión mediada por lentivirus, demostramos que miR-29b-3p regula la expresión de FOXO3 y enzimas antioxidantes aguas abajo para inducir una lesión del estrés oxidativo en los NPC. Los experimentos in vivo verificaron además que contrarrestar miR-29b-3p por antagomir revirtió los efectos perjudiciales de S-Exos en la exacerbación de IVDD. Este trabajo aclara el papel y el mecanismo de los cescs senescentes para interrumpir la homeostasis redox en el núcleo pulposo y exacerbante de IVDD por la comunicación intracelular mediada por exos y ofrece una base experimental para la selección de CESC-Exos adecuados para obtener mejores efectos terapéuticos en IVDD.