تشکیل اسفروئیدهای سلول های بنیادی مزانشیمی و به دام افتادن در هیدروژل های آلژینات با کارایی بالا
تاریخ انتشار: جمعه 21 اردیبهشت 1397
| امتیاز:
سلول های بنیادی مزانشیمی(MSCs) به دلیل ظرفیت چند توانی شان و پتانسیل برای استفاده اتولوگ و ترشح فاکتورهای زیست فعال بالقوه که به برنامه های ترمیمی اندوژن سرعت می بخشند، منبع سلولی ارزشمندی برای ترمیم و بازسازی بافت ها هستند. با این حال، محدودیت اصلی برای رویکردهای فعلی مهندسی بافت مبتنی بر سلول ، از دست رفتن شدید سلول ها بعد از پیوند است. این که دلیل این امر آپوپتوز سلولی بعد از تغییرات دراماتیکی است که در ریز محیط اتفاق می افتد یا به دلیل مهاجرت سلول ها از جایگاه آسیب هاست، هنوز تعیین نشده است. سلول ها به صورت تجمعاتی در می آیند که اسفروئید نام دارند و در مقایسه با سلول هایی که معمولا به صورت منفرد و جدا از هم هستند مزایای درمانی قوی دارند که به دلیل مقاومت افزایش یافته آن ها به آپوپتوز و ترشح افزایش یافته فاکتورهای تروفیک اندوژن است. علاوه براین استفاده از زیست موادی مانند هیدروژل آلژینات برای پیوند سلول ها در in situ با دستکاری ویژگی های بیوفیزیکی زیست مواد، بقای سلولی را بهبود می بخشد و بار سلولی را در جایگاه آسیب افزایش می دهد و هدایت مداوم سلول ها را تسهیل می کند. پیوند اسفروئیدهای سلول های بنیادی مزانشیمی بدون یک ناقل به درون نواقص بافتی، در بسیاری از مطالعاتی که تاکنون انجام شده است استفاده شده است که به دلیل برهمکنش سلول ها با ماتریکس خارج سلولی بافت طبیعی با مشکلاتی مواجه بوده است. بنابراین، نیاز مبرمی به در نظر گرفتن نقش زیست مواد در پیوند اسفروئیدهای سلول های بنیادی مزانشیمی با استفاده از یک ناقل مناسب است. در این فصل، ما تشکیل اسفروئیدها با کارایی بالا، گام هایی برای ویژگی یابی بهتر، کپسوله کردن در هیدروژل های آلژینات را با نگاه به سمت متمرکز کردن اسفروئیدهای سلول های بنیادی مزانشینی در جایگاه هدف توصیف می کنیم.
Methods Mol Biol. 2018;1758:139-149. doi: 10.1007/978-1-4939-7741-3_11.
High-Throughput Formation of Mesenchymal Stem Cell Spheroids and Entrapment in Alginate Hydrogels.
Vorwald CE1, Ho SS1, Whitehead J1, Leach JK2,3.
Abstract
Mesenchymal stem cells (MSCs) are a promising cell source for tissue repair and regeneration due to their multilineage capacity, potential for autologous use, and secretion of potent bioactive factors to catalyze the endogenous repair program. However, a major limitation to current cell-based tissue engineering approaches is the drastic loss of cells upon transplantation. The causation of this loss, whether due to apoptosis following a dramatic change in the microenvironment or migration away from the defect site, has yet to be determined. MSCs formed into aggregates, known as spheroids, possess a strong therapeutic advantage compared to the more commonly used dissociated cells due to their improved resistance to apoptosis and increased secretion of endogenous trophic factors. Furthermore, the use of biomaterials such as alginate hydrogels to transplant cells in situ improves cell survival, localizes payloads at the defect site, and facilitates continued instruction of cells by manipulating the biophysical properties of the biomaterial. Transplantation of MSC spheroids without a vehicle into tissue defects comprises the majority of studies to date, ceding control of spheroid function due to the cell's interaction with the native tissue extracellular matrix and abrogating the established benefits of spheroid formation. Thus, there is a significant need to consider the role of biomaterials in transplanting MSC spheroids using an appropriate carrier. In this chapter, we describe high-throughput formation of spheroids, steps for further characterization, and encapsulation in alginate hydrogels with an eye toward localizing MSC spheroids at the target site.
PMID: 29679328