درمان استئوآرتریت با داربست مبتنی بر کلاژن: یک مدل جانوری خوکی با سلول های بنیادی مزانشیمی زنوگرافت
تاریخ انتشار: دوشنبه 18 تیر 1397
| امتیاز:
هدف:
با هدف کشف رویکردی جدید برای درمان آسیب های مخرب اولیه غضروف هیالینی، ما یک داربست کلاژنی حاوی سلول های پیش ساز غضروفی مشتق از سلول های بنیادی مزانشیمی مغز استخوان انسانی(hBM-MSCs) را به مدل استئوآرتریت خوکی ایمپلنت کردیم.
طراحی آزمایشگاهی:
مفاصل زانوی خوکی در معرض برش عرضی رباط صلیبی قدامی(ACL) قرار گرفتند تا استئوآرتریت با استفاده از جراحی القا شود. بعد از چهار ماه(زمان لازم برای تکوین آسیب سطحی غضروفی)، جانور یا با پیش سازهای غضروفی مشتق از hBM-MSC قالب گیری شده در داربست کلاژتی یا با ریز شکستگی ها تیمار شدند. ارزیابی های هیستولوژیک و هیستومورفومتریک در 5 ماه بعد از جراحی انجام گرفت.
نتایج:
همه جانورانی که در معرض برش عرضی ACL قرار گرفته بودند، تغییرات استئوآرتریتی شامل فرسایش کندیل رانی جانبی ملایم یا فرسایش کندیل رانی میانی را نشان دادند. بعد از 14 روز القای غضروف زایی، hBM-MSCهای کشت شده درون داربست، بیان مارکرهای پیش ساز غضروفی مانند SOX9 و COMP را نشان دادند. در ماه پنجم بعد از ایمپلنت کردن، تفاوت های قابل توجهی در کیفیت بافت بازسازی شده بین گروه داربست قالب گیری شده با hBM-MSCها و گروه کنترل مشاهده شد. بافت جدیدا شکل گرفته تنها در جایگاه ایمپلنت با داربست های قالب گیری شده با hBM-MSCها مشاهده شدند. علاوه براین، ارزیابی های بافتی بافت تولید شده شواهدی از بافت شبه غضروفی را همراه با تشکیل لاکونا نشان دد. برعکس، لایه های فیبروزی یا شکاف هایی روی سطح مفصل زانوی گروه کنترل شکل گرفت.
جمع بندی:
این مطالعه نشان می دهد که داربست های پیش ساز غضروفی مشتق از hBM-MSCها می توانند بافت غضروفی جدیدی را در غضروف مفصلی خوک تولید کنند و این پتانسیل را دارند که گزینه درمانی مفیدی برای استئوآرتریت باشند.
Histol Histopathol. 2018 Jun 15:18013. doi: 10.14670/HH-18-013. [Epub ahead of print]
Treatment of osteoarthritis with collagen-based scaffold: A porcine animal model with xenograft mesenchymal stem cells.
Tzeng WR#1, Huang SW#2, Fang CH2, Hsu LT3, Chen CY4, Shen HH3, Chang JZ5, Sun JS6, Lin FH7.
Abstract
OBJECTIVE:
With the goal to explore a new approach to treat the early degenerative lesions of hyaline cartilage, we implanted in a porcine OA model a collagen-based scaffold containing chondroprogenitor cells derived from human bone marrow mesenchymal stem cells (hBM-MSCs).
EXPERIMENTAL DESIGN:
Porcine knee joints were subjected to anterior cruciate ligament (ACL) transection to surgically induce OA. After 4 months, the time necessary for the development of cartilage surface damage, animals were treated either with trephination bone plug wrapped with the chondroprogenic hBM-MSCs-embedded collagen scaffold or microfractures alone. Histological and histomorphometric evaluations were performed at 5 months after surgery.
RESULTS:
All animals subjected to ACL transection showed osteoarthritic changes including mild lateral femoral condyle or moderate medial femoral condyle ulcerations. After 14 days' chondrogenic induction, hBM-MSCs seeded onto the scaffold showed expression of chondroprogenitor markers such as SOX9 and COMP. At 5 months after the implantation, significant differences in the quality of the regenerated tissue were found between the hBM-MSCs-embedded scaffold group and the control group. Newly generated tissue was only observed at the site of implantation with the hBM-MSCs-embedded scaffolds. Furthermore, histological examination of the generated tissue revealed evidence of cartilage-like tissue with lacuna formation. In contrast, fibrous layers or fissures were formed on the surface of the control knee joint.
CONCLUSIONS:
This study shows that xenogenic hBM-MSC derived chondroprogenitor scaffolds can generate new cartilage tissue in porcine articular cartilage and have the potential as a useful treatment option for osteoarthritis.
PMID: 29905361