غضروف زایی سلول های بنیادی مزانشیمی انسانی بوسیله سیستم نانوذره پلی ساکاریدی سه گانه بارگیری شده با microRNA
تاریخ انتشار: شنبه 25 خرداد 1398
| امتیاز:
غضروف مخرب، پاتولوژی از بین رفتن شدید اجزای ماتریکس خارج سلولی در غضروف مفصلی است. در بیماری هایی مانند استئوآرتریت، تنظیم نامناسب microRNAها منجر به پاتولوژی می شود و در مجموع منجر به مختل کردن هموستازی می شود. در این مطالعه نانوذره های کندروئیتین سولفات/اسید هیالورونیک/کیتوسان آماده شده و با موفقیت از نظر شیمیایی و ریختی مورد شناسایی قرار گرفتند. نتایج نشان داد که مقدار بالاتر کندروئیتین سولفات منجر به نانوذرات کوچک تر می شود اما پتانسیل زتای سطحی پایین تر منجر به الکترونگاتیوی بالاتری می شود. بعد از بهینه سازی مقدار کندروئیتین سولفات از نظر اندازه و بار، نانوذرات با miR-149-5p بارگیری شدند که یک miRNA درمانی کاهش یافته در استئوآرتریت است و کارایی بارگیری آن، رفتار آزادسازی، سمیت سلولی و کارایی ترانسفکشن ژنی برون تنی آن ارزیابی شد. نتایج نشان داد که همه فرمولاسیون های نانوذرات غیر سمی بودند و یک عامل انتقال ژن امیدوار کننده محسوب می شوند که این به دلیل سطح افزایش یافته miR-149-5p و سطح mRNA کاهش یافته مربوط به هدف میکروRNAها(FUT-1) است. بالاترین کارایی ترانسفکشن ژنی با فرمولاسیون نانوذرات بدست آمد که بالاترین بار کندروئیتین سولفات و کوچک ترین اندازه را داشت. علاوه براین، با توجه به محموله کندروئیتین سولفات بالای آن ها، همه نانوذرات گزارش شده غضروف زایی را تقویت کردند که بوسیله آنالیز بیان ژنی و رنگ آمیزی گلیکوزآمینوگلیکان سولفات(sGAGs) نشان داده شد. داده های ما نشان می دهد که انتقال miR-149-5p از طریق ناقل های مبتنی بر پلی ساکارید می توانند اثر همکارانه ای در بازسازی غضروف بدست آورند و پتانسیل تقویت درمان استئوآرتریت را دارا هستند.
Mater Sci Eng C Mater Biol Appl. 2019 Sep;102:756-763. doi: 10.1016/j.msec.2019.05.006. Epub 2019 May 3.
Chondrogenesis of human mesenchymal stem cells by microRNA loaded triple polysaccharide nanoparticle system.
Çelik E1, Bayram C2, Denkbaş EB3.
Abstract
Degenerative cartilage is the pathology of severe depletion of extracellular matrix components in articular cartilage. In diseases like osteoarthritis, misregulation of microRNAs contributes the pathology and collectively leads to disruption of the homeostasis. In this study chondroitin sulfate/hyaluronic acid/chitosan nanoparticles were prepared and successfully characterized chemically and morphologically. Results demonstrated higher chondroitin sulfate amounts led smaller nanoparticles, but lower surface zeta potential due to high electronegativity. After optimization of chondroitin sulfate amounts regarding size and charge, nanoparticles were loaded with microRNA-149-5p, a therapeutic miRNA downregulated in osteoarthritis, and evaluated focusing on their loading efficiency, release behaviour, cytotoxicity and gene transfection efficiency in vitro. Results showed all nanoparticle formulations were non-toxic and promising gene delivery agents, due to increased levels of microRNA-149-5p and decreased mRNA levels of microRNA's target, FUT-1. Highest gene transfection efficiency was obtained with the nanoparticle formulation which had the highest chondroitin sulfate load and smallest size. In addition, owing to their high chondroitin sulfate cargo, all nanoparticles were reported to enhance chondrogenesis, which was demonstrated by gene expression analysis and sulfated glycosaminoglycan (sGAG) staining. The obtained data suggest that the delivery of microRNA-149-5p via polysaccharide based carriers could achieve collaborative impact in cartilage regeneration and have a potential to enhance osteoarthritis treatment.
PMID: 31147048