среда, 9 декабря 2015 г.

Влияние разных трехмерных скаффолдов на культивирование мезенхимальных стволовых клеток in vitro

Большое количество исследований продемонстрировало влияние растворимых факторов и свойств материала, применяемого для культивирования in vitro, на способность к дифференцировке мезенхимальных стволовых клеток (МСК, или мультипотентных мезенхимальных стромальных клеток) при росте этих клеток в виде монослоя. Такое культивирование в двухмерном формате может быть использовано в качестве упрощенной модели для изучения процессов, связанных со старением стволовой клетки и механотрансдукцией в контексте трехмерного окружения. Хорошо известно, что пролиферация клеток, их морфология и межклеточные взаимодействия на ровной поверхности и в 3D-культуре различаются. С точки зрения классического подхода тканевой инженерии, клетки, трехмерный скаффолд и растворимые факторы является ключевыми ингридиентами для создания механически стабильных трехмерных тканевых конструкций. Однако при использовании МСК для тканевой инженерии мало известно о поддержании дифференцировочного потенциала этих клеток в трехмерном скаффолде после удаления растворимых факторов.

В этой работе оценивалась способность человеческих мезенхимальных стволовых клеток к дифференцировке в хондрогенном и остеогенном направлениях при использовании двух трехмерных скаффолдов. Скаффолды были созданы из одного и того же полимера с помощью моделирования методом наплавления и электроформования (электроспиннинга) и отличались размерами волокон. Результаты сравнили с результатами, полученными при анализе обычной двухмерной культурой. 


Скаффолд для получения 3D-культуры мезенхимальных стволовых клеток
Трехмерный скаффолд для культивирования мезенхимальных стволовых клеток in vitro, созданный путем моделирования методом наплавления (A, C) и с помощью электроформования (B, D)

Человеческие МСК, которые культивировали в присутствии растворимых факторов в трехмерном окружении, продемонстрировали способность к дифференцировке в той же степени, что и МСК в двухмерном монослое. Полученные данные показали, что два скаффолда не играют соответствующей роли в процессе дифференцировки мезенхимальных стволовых клеток. В тех случаях, когда происходили фенотипические изменения, полученный фенотип, характерный для дифференцированных клеток, не сохранялся после удаления растворимых факторов, что подтверждалось уровнем экспрессии матричных РНК рада характерных генов. Это позволяет предположить, что в 3D-культуральных системах сохраняется пластичность МСК.

Полученные результаты могут иметь значение для будущих подходов в тканевой инженерии, при которых валидации дифференцировки МСК в трехмерных скафолдах будет не достаточно для того, чтобы удостовериться в сохранении функциональной активности клеток в отсутствие соответствующих сигналов для дифференцировки. Для эффективного применения тканеинженерных конструкций на основе мезенхимальных стволовых клеток необходимо будет убедиться, что фенотип, характерный для дифференцированной в остеогенном или хондрогенном направлении клетки, сохранится после трансплантации.

Литература

Leferink A.M., Santos D., Karperien M., Truckenmüller R.K., van Blitterswijk C.A., Moroni L.
Differentiation capacity and maintenance of differentiated phenotypes of human mesenchymal stromal cellscultured on two distinct types of 3D polymeric scaffolds. Integr Biol (Camb). 2015 Nov 13. [Epub ahead of print]

Абстракт

Читайте также в этом блоге: 

Внеклеточный матрикс способствует поддержанию остеогенного фенотипа мезенхимальных стволовых клеток - о том, как сохранить фенотип мезенхимальной стволовой клетки после дифференцировки in vitro и трансплантации.

Комментариев нет:

Отправить комментарий