تنوع اهدا کننده و بهینه سازی غضروف زایی سلول های بنیادی مزانشیمی انسانی در اسید هیالورونیک

تاریخ انتشار: پنجشنبه 10 خرداد 1397 | امتیاز: Article Rating

سلول های بنیادی مزانشیمی(MSCs) منبع سلولی جذابی برای ترمیم غضروف است که می تواند در داربست های سه بعدی(3D) مختلف متحمل غضروف زایی شود. هیدروژل های اسید هیالورونیک(HA) سطح مواجه زیستی را برای کپسوله کرده سلول ها ارائه می کنند. در حالی که مطالعات قبلی ما نشان داده است که سازه های اسید هیالورونیک بارگیری شده با سلول های بنیادی مزانشیمی می توانند در آزمایشگاه بالغ شوند تا ویژگی ها مکانیکی ذاتی را با استفاده از سلول ها با منابع جانوری تطبیق دهند، کاربرد بالینی آن ها به کاربرد موفقیت آمیز این یافته برای سلول های انسانی بستگی دارد. از بین مطالعات بی شماری که غضروف زایی سازه های بارگیری شده با سلول های بنیادی انسانی را بررسی کردند، نتایج عملکردی آن ها کاملا کمتر از آن هایی بوده است که از منابع جانوری استفاده کرده اند و پاسخ خاص اهدا کننده به هیدروژل های اسید هیالورونیک سه بعدی به طور کامل بررسی نشده است. به همین منظور ما سلول های بنیادی مزانشیمی انسانی(hMSCs) را از هفت اهدا کننده گرفته و توانایی آن ها را برای متحمل شدن غضروف زایی در کشت پلت و هیدروژل های اسید هیالورونیک ارزیابی کردیم. با توجه به مشاهدات اولیه تجمع سلولی و / یا انقباض ژل برای برخی اهدا کننده ها، ما اثر تنوع سلولی و غلظت های ماکرومر اسید هیالورونیک روی نتایج را طی غضروف زایی و با استفاده از یک اهدا کننده جوان/سالم ارزیابی کردیم. یافته های ما تفاوت مشخصی را در غضروف زایی دارای عملکرد سلول های بنیادی مزانشیمی انسانی در هیدروژل های اسید هیالورونیک سه بعدی و بر مبنای اهدا کننده نشان می دهد. افزایش تراکم سلولی منجر به ویژگی های مکانیکی افزایش یافته شد اما انقباض سازه را نیز افزایش داد. افزایش تراکم ماکرومر به طور کلی ابعاد سازه را تثبیت کرده و تولید ماتریکس خارج سلولی را افزایش داد، اما پراکنش ماتریکس شکل گرفته در مرکز سازه را محدود کرده و ویژگی های مکانیکی را کاهش داد. در مجموع، این یافته ها نشان می دهد که استفاده از سلول های بنیادی مزانشیمی انسانی ممکن است نیازمند تنظیم تراکم سلولی و مکانیک ژل بر یک مبنای اهدا کننده به اهدا کننده باشد تا تشکیل بافت افزایش یافته ای را برای کاربردهای بالینی ارائه کند.

Tissue Eng Part A. 2018 May 24. doi: 10.1089/ten.TEA.2017.0520. [Epub ahead of print]

Donor variation and optimization of human mesenchymal stem cells chondrogenesis in hyaluronic acid.

Kim M1,2,3,4, Erickson IE1,5, Huang AH1,6, Garrity ST7, Mauck RL1,8,9, Steinberg DR10,11.

Abstract

Mesenchymal stem cells (MSCs) are an attractive cell type for cartilage repair that can undergo chondrogenesis in a variety of three dimensional (3D) scaffolds. Hyaluronic acid (HA) hydrogels provide a biologically relevant interface for cell encapsulation. While our previous studies have shown that MSC-laden HA constructs can mature in vitro to match native mechanical properties using cells from animal sources, clinical application will depend on the successful translation of these findings to human cells. Though numerous studies have investigated chondrogenesis of human MSC-laden (hMSC) constructs, their functional outcomes were quite inferior to those using animal sources, and donor-specific response to 3D HA hydrogels have not been fully investigated. To that end, we derived human MSCs (hMSCs) from seven donors and evaluated their ability to undergo chondrogenesis in pellet culture and HA hydrogels. Given our initial observation of overt cell aggregation and/or gel contraction for some donors, we evaluated the impact of variation in cell and HA macromer concentration on functional outcomes during chondrogenesis using one young/healthy donor. Our findings show marked differences in functional chondrogenesis of hMSCs in 3D HA hydrogels, based on donor. Increasing cell density resulted in increased mechanical properties, but also promoted construct contraction. Increasing the macromer density generally stabilized construct dimensions and increased extracellular matrix production, but limited the distribution of formed matrix at the center of the construct and reduced mechanical properties. Collectively, these findings suggest that the use of human MSCs may require tuning of cell density and gel mechanics on a donor-by-donor basis in order to provide for the most robust tissue formation for clinical application.

PMID: 29792383
ثبت امتیاز
نظرات
در حال حاضر هیچ نظری ثبت نشده است. شما می توانید اولین نفری باشید که نظر می دهید.
ارسال نظر جدید

تصویر امنیتی
کد امنیتی را وارد نمایید:

آرشیو سالانه
آرشیو سالانه
نظرات خوانندگان
نظرات خوانندگان