Культивирование мезенхимальных стволовых клеток в условиях гипоксии для тканевой инженерии

Создание трехмерной ткани на основе пластов из человеческих мезенхимальных стволовых клеток (МСК) открывает множество интересных возможностей для регенерации разных видов соединительной ткани. Предварительная васкуляризация этих пластов с помощью эндотелиальных клеток улучшает процесс создания трехмерной ткани, поддерживая выживание клеток и ускоряя интеграцию с тканями репципиента. Исследователи предположили, что культивирование пластов МСК в условиях гипоксии может способствовать формированию сети микрососудов и сохранению стволовости МСК. В этой работе была изучена васкуляризация пластов МСК в условиях разной концентрации кислорода.

Авторы исследования обнаружили, что культивирование мезенхимальных стволовых клеток в условиях физиологической гипоксии (2% O₂), а затем ко-культивирование их с эндотелиальными клетками при нормальной концентрации кислорода (20% O₂) способствует формированию более продолжительной и  разветвленной сети микрососудов. Наблюдение подтверждается более высоким уровнем ангиогенных факторов в среде совместной культуры. Кроме того, пласты человеческих МСК, культивированные в гипоксических условиях, более равномерны и имеют меньше дефектов. Это позволяет создавать трехмерные васкуляризированные тканеинженерные конструкции путем наслоения полученных пластов с последующим созреванием в биореакторе с вращающейся стенкой. Мезенхимальные стволовые клетки в трехмерных структурах сохраняют способность к мультилинейной дифференцировке, что делает возможным применение данных трехмерных конструкций для регенерации различной соединительной ткани.

Полученные результаты показали, что пласты МСК, полученные в условиях гипоксии, улучшают рост микрососудов. В связи с этим применение пластов человеческих мезенхимальных стволовых клеток целесообразно для создания трехмерных васкуляризированных тканеинженерных конструкций.

Литература

Zhang L., Xing Q., Qian Z., Tahtinen M., Zhang Z., Shearier E., Qi S., Zhao F. Hypoxia Created Human Mesenchymal Stem Cell Sheet for Prevascularized 3D Tissue Construction. Adv Healthc Mater. 2015 Dec 14. doi: 10.1002/adhm.201500744. [Epub ahead of print]

Абстракт