مهندسی مجدد گرافت های اتولوگ استخوان با WNT3A فعال کننده سلول بنیادی
تاریخ انتشار: چهارشنبه 29 بهمن 1393
| امتیاز:
گرافت های اتولوگ استخوان نشان دهنده استاندارد سازی توجه به درمان نقائص استخوانی است اما این زیست مواد در بیماران مسن تر قابل اعتماد نیستند. کارایی یک اتوگرافت را می توان با توجه به سلول های بنیادی چندتوان مقیم در گرافت استخوانی پیش بینی کرد. پیری میزان بقا و عملکرد این سلول های بنیادی را کاهش داده، منجر به میزان متناقض یکپارچگی استخوانی می شود. ما نشان می دهیم که تغییرات وابسته به سن در کارایی اتوگرافت توسط از دست دادن سیگنالدهی درونی Wnt ایجاد می شود. مهار کردن این سیگنال دهی درونی Wnt با استفاده از Dkk1 کارایی اتوگرافت را از بین برده ،در حالی که فراهم کردن سیگنال دهی Wnt به شکل لیپوزوم حاوی پروتئین بازسازی کننده WNT3A- (L-WNT3A) پتانسیل تشکیل استخوان را به اتوگرافت ها درحیوانات پیر باز می گرداند. اتوگرافت های زیست مهندسی شده به طور قابل توجه بقا بهتری در بدن میزبان دارند. جمعیت های سلول های بنیادی مزانشیمی و اسکلتی در اتوگرافت توسط L-WNT3A فعال شده و فعالیت میتوزی و تمایز استخوانی آنها به طور قابل توجهی افزایش می یابد. در یک مدل الحاق نخاعی، اتوگرافت های مسن تحت تیمار با L-WNT3A توانایی تشکیل استخوان بیشتری نسبت به نمونه استاندارد نشان می دهند. بنابراین، یک انکوباسیون کوتاه در L-WNT3A کارایی گرافت استخوانی اتولوگ را بطورقابل اعتمادی بهبود می بخشد و توانایی بهبود در مراقبت از سالمندان را دارد.
Biomaterials. 2015 Apr;47C:29-40. doi: 10.1016/j.biomaterials.2014.12.014. Epub 2015 Feb 2.
Reengineering autologous bone grafts with the stem cell activator WNT3A.
Jing W1, Smith AA1, Liu B1, Li J1, Hunter DJ1, Dhamdhere G1, Salmon B2, Jiang J3, Cheng D1, Johnson CA1, Chen S1, Lee K1, Singh G1, Helms JA1.
Abstract
Autologous bone grafting represents the standard of care for treating bone defects but this biomaterial is unreliable in older patients. The efficacy of an autograft can be traced back to multipotent stem cells residing within the bone graft. Aging attenuates the viability and function of these stemcells, leading to inconsistent rates of bony union. We show that age-related changes in autograft efficacy are caused by a loss in endogenous Wnt signaling. Blocking this endogenous Wnt signal using Dkk1 abrogates autograft efficacy whereas providing a Wnt signal in the form of liposome-reconstituted WNT3A protein (L-WNT3A) restores bone forming potential to autografts from aged animals. The bioengineered autograft exhibits significantly better survival in the hosting site. Mesenchymal and skeletal stem cell populations in the autograft are activated by L-WNT3A and mitotic activity and osteogenic differentiation are significantly enhanced. In a spinal fusion model, aged autografts treated with L-WNT3A demonstrate superior bone forming capacity compared to the standard of care. Thus, a brief incubation in L-WNT3A reliably improves autologous bone grafting efficacy, which has the potential to significantly improve patient care in the elderly.
PMID: 25682158