تاندون زایی سلول های بنیادی مشتق از مغز استخوان، بافت چربی و تاندون در بیورآکتور دینامیک
تاریخ انتشار: شنبه 21 فروردین 1395
| امتیاز:
تاندون ها به فراوانی آسیب می بینند و در ترمیم و بازسازی شکست می خورند و این منجر به درد، از دست رفتن عملکرد و کاهش کیفیت زندگی می شود. سلول های بنیادی مزانشیمی(MSCs) دارای ویژگی های بازسازی بافتی مفید از نظر بالینی هستند و برای مهندسی بافت تاندون و سلول درمانی مورد استفاده قرار گرفته اند. با این حال، سلول های بنیادی مزانشیمی بر مبنای بافت اهدا کننده ای که استفاده می شود از نظر فنوتیپ ناهمگونی را نشان می دهند و اثر بخشی درمانی مبتنی بر سلول آن ها ممکن است بوسیله بهینه کردن منبع سلولی بر مبنای ظرفیت تمایز نسبی بهبود یابد. سلول های بنیادی مزانشیمی اسب از مغز استخوان(BM)، بافت چربی(AD) و تاندون(TN) جداسازی شد و قبل از کشت داده شدن روی داربست های تاندونی سلول زدایی شده(DTS) تکثیر شدند، سازه های دارای سلول در یک بیورآکتور که برای شبیه سازی محیط بیوفیزیکی تاندون طراحی شده بود قرار داده شدند. تصور می شد که سلول های بنیادی مزانشیمی مشتق از تاندون در مقایسه با سلول های بنیادی مزانشیمی مغز استخوان و چربی و در پاسخ به شرایطی شامل تحریک مکانیکی مدور به مدت زمان یک ساعت در روز و در 3درصد کشش و 0.33هرتز بهتر به فنوتیپ سلول تاندونی تمایز می یابند. همه انواع سلول هایی که با داربست های تاندونی سلول زدایی شده تلفیق شده بودند مورفولوژی کشیده ای شبیه با تنوسیت ها را نشان دادند، ژن های مارکر تاندون را بیان کردند و ویژگی های مکانیکی بافت شان بعد از 11 روز بهبود یافت. سلول های بنیادی مزانشیمی بالاترین سطح scleraxis، کلاژن نوع یک و پروتئین ماتریکس اولیگومریک غضروفی را بیان کردند. بیان mRNAی پروتئین زیست سازگاری بافتی کلاس دو نیز در هیچ کدام از انواع سلول های بنیادی مزانشیمی مشاهده نشد که پیشنهاد کننده ایمنی زایی پایین برای پیوند آلوژن است. نتایج پیشنهادمی کند که سلول های بنیادی مزانشیمی تاندون، سلولی ایده آل برای درمان های طب بازساختی برای بیماری های تاندونی است و بالغ ترین فنوتیپ تاندونی را در in vitro را نشان می دهد. زمانی که این سلول های بنیادی مزانشیمی مشتق از تاندون در دسترس نباشند، سلول های بنیادی مزانشیمی مشتق از چربی و مغز استخوان جایگزین مناسبی خواهند بود.
Connect Tissue Res. 2016 Mar 30:1-12. [Epub ahead of print]
Tenogenesis of bone marrow-, adipose-, and tendon-derived stem cells in a dynamic bioreactor.
Youngstrom DW1, LaDow JE1, Barrett JG2.
Abstract
Tendons are frequently damaged and fail to regenerate, leading to pain, loss of function, and reduced quality of life. Mesenchymal stem cells (MSCs) possess clinically useful tissue-regenerative properties and have been exploited for use in tendon tissue engineering and cell therapy. However, MSCs exhibit phenotypic heterogeneity based on the donor tissue used, and the efficacy of cell-based treatment modalities may be improved by optimizing cell source based on relative differentiation capacity. Equine MSCs were isolated from bone marrow (BM), adipose (AD), and tendon (TN), expanded in monolayer prior to seeding on decellularized tendon scaffolds (DTS), and cell-laden constructs were placed in a bioreactor designed to mimic the biophysical environment of the tendon. It was hypothesized that TN MSCs would differentiate toward a tendon cell phenotype better than BM and AD MSCs in response to a conditioning period involving cyclic mechanical stimulation for 1 hour per day at 3% strain and 0.33 Hz. All cell types integrated into DTS adopted an elongated morphology similar to tenocytes, expressed tendon marker genes, and improved tissue mechanical properties after 11 days. TN MSCs expressed the greatest levels of scleraxis, collagen type-I, and cartilage oligomeric matrix protein. Major histocompatibility class-II protein mRNA expression was not detected in any of the MSC types, suggesting low immunogenicity for allogeneic transplantation. The results suggest that TN MSCs are the ideal cell type for regenerative medicine therapies for tendinopathies, exhibiting the most mature tendon-like phenotype in vitro. When TN MSCs are unavailable, BM or AD MSCs may serve as robust alternatives.
PMID: 27028488