La Luz Roja Potencia el Crecimiento de Células Madre en la Rodilla Mediante la Activación de Canales de Calcio

Las lesiones de menisco son frecuentes, notoriamente difíciles de reparar y, a menudo, evolucionan hacia la osteoartritis y el reemplazo articular. La terapia con células madre derivadas del menisco (MeSCs) es prometedora, pero obtener un número suficiente de células viables sigue siendo un cuello de botella. La fotobiomodulación (PBM) —terapia de luz de bajo nivel mediante LED o láseres— ha mostrado potencial para mejorar el comportamiento de las células madre, aunque sus mecanismos en las MeSCs no se comprendían bien.

Este estudio expuso sistemáticamente MeSCs humanas (aisladas de un donante masculino de 66 a 75 años sometido a artroplastia de rodilla) a luz LED en cuatro longitudes de onda (violeta 400–405 nm, verde 500–505 nm, rojo 700–710 nm e infrarrojo cercano 1064 nm) y cuatro densidades de energía (3, 15, 30 y 60 J/cm²). Se midió un panel exhaustivo de resultados: calcio intracelular (Ca²⁺), actividad de la citocromo C oxidasa (CCO), concentración de óxido nítrico (NO), viabilidad celular (ensayo MTT), potencial de membrana mitocondrial, especies reactivas de oxígeno (ROS) mediante ELISA y proliferación celular por recuento.

El hallazgo más claro fue una bifurcación en los resultados dependiente de la longitud de onda y la dosis. La luz roja (700–710 nm) e infrarroja cercana (1064 nm) a 3, 15 y 30 J/cm² promovió significativamente la proliferación de MeSCs y preservó el potencial de membrana mitocondrial, siendo 15 J/cm² la dosis que produjo el beneficio más pronunciado. En contraste, la luz violeta (400–405 nm) y verde (500–505 nm) a todas las dosis, así como todas las longitudes de onda a 60 J/cm², deterioraron la función mitocondrial y redujeron la capacidad proliferativa, lo que demuestra una clara respuesta bifásica (hormética) a la dosis.

En cuanto a los mecanismos, la PBM aumentó el Ca²⁺ intracelular y las ROS en proporción a la densidad de energía en todas las longitudes de onda. Sin embargo, la actividad de CCO y las concentraciones de NO no variaron en ninguna de las condiciones evaluadas, lo que contradice directamente dos de las cuatro hipótesis canónicas sobre PBM. Cuando se inhibió farmacológicamente el TRPV1 (receptor de potencial transitorio vanilloide 1), un canal de calcio sensible al calor y la luz, se eliminaron las elevaciones de Ca²⁺ y ROS inducidas por PBM, así como los cambios asociados en la proliferación celular. Esto implica al eje de señalización TRPV1-Ca²⁺-ROS como el eje central que media los efectos de la PBM en las MeSCs, diferente de los mecanismos dependientes de CCO o NO propuestos para otros tipos celulares.

Estos resultados son relevantes para la medicina regenerativa: un pretratamiento con PBM optimizado (luz roja o NIR a ~15 J/cm²) podría mejorar la expansión de MeSCs ex vivo antes de la terapia de inyección, lo que potencialmente mejoraría los resultados de la reparación meniscal. La identificación de TRPV1 como regulador clave también abre vías farmacológicas para una mayor optimización. Entre las limitaciones se incluyen el uso de células de un único donante de un solo sexo, un diseño exclusivamente in vitro y la ausencia de ensayos funcionales posteriores, como la diferenciación condrogénica tras la PBM.