داربست فیبری الکتروریسی شده پلی کاپرولاکتون بارگیری شده با iPSCs-NSCs و ASCs به عنوان یک داربست مهندسی بافت جدید برای درمان آسیب طناب نخاعی
تاریخ انتشار: یکشنبه 20 آبان 1397
| امتیاز:
پیشینه:
آسیب طناب نخاعی(SCI) یک بیماری ترومایی سیستم عصبی مرکزی است که نرخ بلوغ بالا و نرخ ناتوانایی بالایی دارد. داربست مهندسی بافت می تواند به عنوان یک سیستم درمانی برای ارائه ترمیم موثر آسیب طناب نخاعی استفاده شود.
هدف:
در این مطالعه، یک داربست مهندسی بافت جدید به منظور کشف اثرات ترمیم عصبی روی آسیب طناب نخاعی سنتز شد.
بیماران و روش ها:
داربست های پلی کاپرولاکتون(PCL) با سلول های شوآن فعال شده (ASCs) و سلول های بنیادی عصبی مشتق از سلول های بنیادی پرتوان القایی(iPSC-NSCs) به عنوان یک استراتژی پیوند سلول ترکیبی، آماده سازی شده و ویژگی یابی شدند. داربست های PCL بارگیری شده سلولی برای درمان آسیب طناب نخاعی درون تنی استفاده شدند. مشاهدات بافتی، ارزیابی های رفتاری و وسترن بلات و qRT-PCR برای بررسی ترمیم عصبی رت های ویستار بعد از پیوند داربست استفاده شدند.
نتایج:
سلول های iPS مشخصه های مشابهی با سلول های بنیادی جنینی نشان دادند و در شرایط آزمایشگاهی به طور موثری به سلول های بنیادی عصبی تمایز یافتند. داربست های PCL بدست آمده، 5/0 میلی متر ضخامت داشته و دارای زیست سازگاری و زیست تخریب پذیری بودند. نتایج SEM نشان داد که ASCs و/یا iPS-NSCs به خوبی روی داربست های PCL رشد کردند. علاوه براین، پیوند سلولی حجم حفره آسیب را کاهش داد و ریکاوری حرکتی را در رت ها بهبود بخشید. علاوه براین، درجه ریکاوری طناب نخاعی و بازآرایی ممکن است ارتباط نزدیکی با فاکتور رشد عصبی و فاکتور نوروتروفیک مشتق از سلول های گلیالی داشته باشند. به طور خلاصه، نتایج ما نشان داد که تیمار داربست مهندسی بافت می تواند بازآرایی بافتی را افزایش دهد و می تواند ریکاوری عملکرد حرکتی را در مدل آسیب طناب نخاعی افزایش دهد.
جمع بندی:
این مطالعه شواهد اولیه ای را برای استفاده از داربست های مهندسی بافت شده به عنوان یک درمان مناسب برای بالین و برای آسیب طناب نخاعی در آینده ارائه می دهد.
Int J Nanomedicine. 2018 Oct 10;13:6265-6277. doi: 10.2147/IJN.S175914. eCollection 2018.
Polycaprolactone electrospun fiber scaffold loaded with iPSCs-NSCs and ASCs as a novel tissue engineering scaffold for the treatment of spinal cord injury.
Zhou X1, Shi G1, Fan B1,2, Cheng X1,2, Zhang X1,2, Wang X1,2, Liu S1,2, Hao Y1,2, Wei Z1,2, Wang L3, Feng S1,2.
Abstract
Background:
Spinal cord injury (SCI) is a traumatic disease of the central nervous system, accompanied with high incidence and high disability rate. Tissue engineering scaffold can be used as therapeutic systems to provide effective repair for SCI.
Purpose:
In this study, a novel tissue engineering scaffold has been synthesized in order to explore the effect of nerve repair on SCI.
Patients and methods:
Polycaprolactone (PCL) scaffolds loaded with actived Schwann cells (ASCs) and induced pluripotent stem cells -derived neural stem cells (iPSC-NSCs), a combined cell transplantation strategy, were prepared and characterized. The cell-loaded PCL scaffolds were further utilized for the treatment of SCI in vivo. Histological observation, behavioral evaluation, Western-blot and qRT-PCR were used to investigate the nerve repair of Wistar rats after scaffold transplantation.
Results:
The iPSCs displayed similar characteristics to embryonic stem cells and were efficiently differentiated into neural stem cells in vitro. The obtained PCL scaffolds werê0.5 mm in thickness with biocompatibility and biodegradability. SEM results indicated that the ASCs and (or) iPS-NSCs grew well on PCL scaffolds. Moreover, transplantation reduced the volume of lesion cavity and improved locomotor recovery of rats. In addition, the degree of spinal cord recovery and remodeling maybe closely related to nerve growth factor and glial cell-derived neurotrophic factor. In summary, our results demonstrated that tissue engineering scaffold treatment could increase tissue remodeling and could promote motor function recovery in a transection SCI model.
Conclusion:
This study provides preliminary evidence for using tissue engineering scaffold as a clinically viable treatment for SCI in the future.