هیدروژل های چند جزئی برای تشکیل سازه های شبه استخوانی رگزایی شده در شرایط برون تنی
تاریخ انتشار: شنبه 13 اردیبهشت 1399
| امتیاز:
ماتریکس خارج سلولی ذاتی(ECM) یک سیستم شبه ژل پیچیده با طیف گسترده ویژگی های ساختاری و پیام های زیست مولکولی است. پلت فرم های هیدروژلی که می توانند پیچیدگی و ویژگی های پیام رسانی این ماتریکس خارج سلولی را شبیه سازی کنند، اثر بی شماری در زمینه های مختلف از مهندسی بافت و کشف دارو خواهند داشت. در این جا ما طراحی، ساخت و اعتبار سنجی پیشرفته یک هیدروژل نانوفیبری با تخلخل های میکرو را گزارش می کنیم که اپی توپ های زیست فعال متعدد طراحی شده برای ایجاد ویژگی های کلیدی ماتریکس خارج سلولی استخوان را نشان می دهند. پلت فرم ماده ای خود سازماندهی را با کراس لینک آنزیمی ارتوگونال تلفیق می کند تا یک محیط فوق مولکولی متشکل از اسید هیالورونیک مدیفه شده با تیرامین(HA-Tyr) و پپتیدهای آبدوست(Pas) طراحی شده برای پیشبرد چسبندگی سلولی(RGDS-PA)، استخوان زایی(Osteo-PA) و رگزایی (Angio-PA) را ایجاد کنند. از طریق کشت تنهایی و هم کشتی سلول های بنیادی مزانشیمی مشتق از چربی انسانی(hAMSCs) و سلول های اندوتلیالی سیاهرگ بند ناف انسانی(HUVECs) ما ظرفیت هیدروژل Tyr/RGDS-PA/Osteo-PA/Angio-PA را برای پیشبرد چسبندگی سلولی و هم چنین تمایز استخوانی و رگزایی در مجموعه های دو بعدی و سه بعدی ثابت کردیم. علاوه براین، با استفاده از رنگ آمیزی ایمنوفلورسنت و qRT-PCR، ما هم تمایزی و سازماندهی hAMSCs و HUVECs درون تجمعات سه بعدی شبیه سازی کننده سازه های شبه استخوانی رگزایی شده را نشان دادیم.
Acta Biomater. 2020 Apr 17. pii: S1742-7061(20)30166-5. doi: 10.1016/j.actbio.2020.03.025. [Epub ahead of print]
Multicomponent Hydrogels for the Formation of Vascularized Bone-like Constructs In Vitro.
Derkus B1, Okesola BO2, Barrett DW2, D'Este M3, Chowdhury TT2, Eglin D3, Mata A4.
Abstract
The native extracellular matrix (ECM) is a complex gel-like system with a broad range of structural features and biomolecular signals. Hydrogel platforms that can recapitulate the complexity and signaling properties of this ECM would have enormous impact in fields ranging from tissue engineering to drug discovery. Here, we report on the design, synthesis, and proof-of-concept validation of a microporous and nanofibrous hydrogel exhibiting multiple bioactive epitopes designed to recreate key features of the bone ECM. The material platform integrates self-assembly with orthogonal enzymatic cross-linking to create a supramolecular environment comprising hyaluronic acid modified with tyramine (HA-Tyr) and peptides amphiphiles (PAs) designed to promote cell adhesion (RGDS-PA), osteogenesis (Osteo-PA), and angiogenesis (Angio-PA). Through individual and co-cultures of human adipose derived mesenchymal stem cells (hAMSCs) and human umbilical vascular endothelial cells (HUVECs), we confirmed the capacity of the HA-Tyr/RGDS-PA/Osteo-PA/Angio-PA hydrogel to promote cell adhesion as well as osteogenic and angiogenic differentiation in both 2D and 3D setups. Furthermore, using immunofluorescent staining and reverse transcription-quantitative polymerase chain reaction (RT-qPCR), we demonstrated co-differentiation and organization of hAMSCs and HUVECs into 3D aggregates resembling vascularized bone-like constructs.
Copyright © 2020. Published by Elsevier Ltd.
PMID: 32311533