نقش عوامل تنظیم کننده اسمولاریته در تنظیم رفتار سلول های کپسوله شده برای انتقال ایمن تر و قابل پیش بینی تر عوامل درمانی

تاریخ انتشار: جمعه 12 آبان 1396 | امتیاز: Article Rating

پیوند سلول ها درون میکروسفیرهای آلژینات به منظور انتقال داروی مداوم به طور گسترده ای مطالعه شده است. با این حال، عدم کنترل روی رفتار سلول ها با توجه به کارایی و ایمنی آن ها برای درمان، نگرانی اصلی محسوب می شود. در این جا، ما نشان دادیم زمانی که سیستم زیستی را فرمول بندی می کنیم، مجموعه کفی از عوامل تنظیم کننده اسمولاریته به طور قابل توجه در تنظیم پاسخ های سلولی شرکت می کنند. داده های ما نشان داد که این عوامل در فرایندهای تشکیل کپسول برهمکنش می کنند و درجه کراس لینک آلژینات را تحت تاثیر قرار می دهند. بنابراین، زمانی که عوامل تنظیم کننده اسمولاریته غیر مستقیم یا مبتنی بر الکترولیت برای کپسوله کردن سلول های استرومایی مزانشیمی چند توان D1 انتخاب می شوند، میکروکپسول های آلژینات با ویژگی های مکانیکی مختلف بدست می آید. از آن جایی که نیروهای مکانیکی عمل کننده روی سلول ها رفتارشان را تحت تاثیر قرار می دهند، پاسخ های سلولی تفکیک کننده هم در شرایط درون تنی و هم برون تنی مشاهده می شود. زمانی که مانیتول به عنوان یک عامل تنظیم کننده اسمولاریته غیر مستقیم استفاده شد، میکروکپسول ها یک ماتریکس قابل قبول تر را ارائه می دهند که اجازه رفتار شبه توموری را می دهد. این منجر به تشکیل تجمعات سلولی بی شماری می شود که هسته های نکروزی و سلول های محیطی منشعبی را نشان می دهند و درمانی غیر قابل پیش بینی، فاقد عملکرد و خطرناک را ارائه می دهند. برعکس، استفاده از عوامل الکترولیتی تنظیم کننده اسمولاریته شامل کلسیم و سدیم، کپسولی با درجه کراس لینک مناسب را ارائه می دهد که یک کنترل شدید روی تکثیر سلولی را ایجاد می کند و رژیم های درمانی مناسب در شرایط درون تنی را مقدور می سازد. اثر حیاتی این عوامل، زمانی که مطالعات بیان ژنی، واگرایی های حیاتی را نه تنها در مسیرهای تکثیری بلکه در ژن های دخیل در بقا، مهاجرت و تمایز نشان داد، ثابت شد. در مجموع، نتایج ما عوامل تنظیم کننده اسمولاریته  را به عنوان ابزاری موثر در تنظیم رفتار سلولی و بدست‌آوردن درمان های مطمئن تر و قابل پیش بینی تر مورد تایید قرار می دهد.

Drug Deliv. 2017 Nov;24(1):1654-1666. doi: 10.1080/10717544.2017.1391894.

The role of osmolarity adjusting agents in the regulation of encapsulated cell behavior to provide a safer and more predictable delivery of therapeutics.

Gonzalez-Pujana A1,2, Rementeria A3, Blanco FJ4, Igartua M1,2, Pedraz JL1,2, Santos-Vizcaino E1,2, Hernandez RM1,2.

Abstract

Transplantation of cells within alginate microspheres has been extensively studied for sustained drug delivery. However, the lack of control over cell behavior represents a major concern regarding the efficacy and the safety of the therapy. Here, we demonstrated that when formulating the biosystem, an adequate selection of osmolarity adjusting agents significantly contributes to the regulation of cell responses. Our data showed that these agents interact in the capsule formation process, influencing the alginate crosslinking degree. Therefore, when selecting inert or electrolyte-based osmolarity adjusting agents to encapsulate D1 multipotent mesenchymal stromal cells (MSCs), alginate microcapsules with differing mechanical properties were obtained. Since mechanical forces acting on cells influence their behavior, contrasting cell responses were observed both, in vitro and in vivo. When employing mannitol as an inert osmolarity adjusting agent, microcapsules presented a more permissive matrix, allowing a tumoral-like behavior. This resulted in the formation of enormous cell-aggregates that presented necrotic cores and protruding peripheral cells, rendering the therapy unpredictable, dysfunctional, and unsafe. Conversely, the use of electrolyte osmolarity adjusting agents, including calcium or sodium, provided the capsule with a suitable crosslinking degree that established a tight control over cell proliferation and enabled an adequate therapeutic regimen in vivo. The crucial impact of these agents was confirmed when gene expression studies reported pivotal divergences not only in proliferative pathways, but also in genes involved in survival, migration, and differentiation. Altogether, our results prove osmolarity adjusting agents as an effective tool to regulate cell behavior and obtain safer and more predictable therapies.

PMID: 29078721
ثبت امتیاز
نظرات
در حال حاضر هیچ نظری ثبت نشده است. شما می توانید اولین نفری باشید که نظر می دهید.
ارسال نظر جدید

تصویر امنیتی
کد امنیتی را وارد نمایید:

آرشیو سالانه
آرشیو سالانه
نظرات خوانندگان
نظرات خوانندگان