یک مدل آزمایشگاهی سگی برای ارزیابی داربست های استخوانی مبتنی بر سلول های استرومایی مزانشیمی مشتق از مغز استخوان
تاریخ انتشار: شنبه 25 فروردین 1397
| امتیاز:
گرافت های استخوانی مهندسی بافت شده مبتنی بر سلول های استرومایی مزانشیمی مغز استخوان(MSCs) به طور فعالانه برای کاربردهای جمجمه ای-آرواره ای- چهره ای(CMF) ایجاد شده اند. همانند همه ایمپلنت های مهندسی بافت شده، ظرفیت بازسازی استخوانی این گرافت های مبتنی بر سلول های بنیادی مزانشیمی ابتدا باید قبل از کارآزمایی های انسانی در مدل های جانوری ارزیابی شود. مدل های سگی در مقایسه با سایر مدل های جانوری معمولا منجر به کاربرد بالینی بهبود یافته گرافت های CMF می شوند. با این حال استفاده از مدل های CMF سگی برای ارزیابی گرافت های استخوانی مبتنی بر سلول های بنیادی مزانشیمی متکی به سلول های بنیادی مزانشیمی سگی(cMSCs)، به طور مشابهی با سلول های بنیادی مزانشیمی انسانی(hMSCs) به محرک های مبتنی بر داربست پاسخ می دهند. در این جا، پاسخ های cMSC و hMSC به داربست های مبتنی بر پلی اتیلن گلیکول(PEG) در حضور یا غیاب پلی دی متیلن سیلوکسان(PDMS) القا کننده استخوانی مقایسه شد. جالب توجه این که، متصل کردن PDMS به سازه های مبتنی بر PEG منجر به افزایش استئوپونتین و رسوب کلسیمی در cMSC و hMSCها شد. بر مبنای این نتایج، cMSC به طور بیشتری برای ارزیابی BMP2 کل در تقویت القا کنندگی استخوانی داربست PEG-PDMS استفاده شد. اضافه کردن دوزهای پایین BMP2 کل(100 ng/mL) به سیستم های PEG-PDMS بیان استریکس و استئوپونتین cMSCها را در مقایسه با PEG-PDMS و PEG-BMP2 کنترل افزایش داد. علاوه براین، این افزایش ها با اثر مشاهده شده در مورد دوزهای پنج برابر بالاتر BMP2 که در سایر مقالات به آن ها اشاره شده است، قابل مقایسه بود.
J Biomed Mater Res A. 2018 Apr 6. doi: 10.1002/jbm.a.36430. [Epub ahead of print]
A canine in vitro model for evaluation of marrow-derived mesenchymal stromal cell-based bone scaffolds.
Gharat TP1, Diaz-Rodriguez P2, Erndt-Marino JD2, Jimenez Vergara AC2, Munoz Pinto DJ2, Bearden RN3, Huggins SS3, Grunlan M4, Saunders WB3, Hahn MS2.
Abstract
Tissue engineered bone grafts based on bone marrow mesenchymal stromal cells (MSCs) are being actively developed for craniomaxillofacial (CMF) applications. As for all tissue engineered implants, the bone-regenerating capacity of these MSC-based grafts must first be evaluated in animal models prior to human trials. Canine models have traditionally resulted in improved clinical translation of CMF grafts relative to other animal models. However, the utility of canine CMF models for evaluating MSC-based bone grafts rests on canine MSCs (cMSCs) responding in a similar manner to scaffold-based stimuli as human MSCs (hMSCs). Herein, cMSC and hMSC responses to polyethylene glycol (PEG)-based scaffolds were therefore compared in the presence or absence of osteoinductive polydimethylsiloxane (PDMS). Notably, the conjugation of PDMS to PEG-based constructs resulted in increases in both cMSC and hMSC osteopontin and calcium deposition. Based on these results, cMSCs were further used to assess the efficacy of tethered bone morphogenic protein 2 (BMP2) in enhancing PEG-PDMS scaffold osteoinductivity. Addition of low doses of tethered BMP2 (100 ng/mL) to PEG-PDMS systems increased cMSC expression of osterix and osteopontin compared to both PEG-PDMS and PEG-BMP2 controls. Furthermore, these increases were comparable to effects seen with up to 5-times higher BMP2 doses noted in literature. This article is protected by copyright. All rights reserved.
PMID: 29633508