تجمعات حفاظت انجمادی شده کمپلکس سلول های بنیادی مزانشیمی/ماتریکس خارج سلولی ظرفیت استخوان زایی را حفظ کرده و بازسازی استخوان را القا می کند
تاریخ انتشار: شنبه 25 فروردین 1397
| امتیاز:
پیشینه:
کلامپ های کشت شده سه بعدی از کمپلکس های سلول های بنیادی مزانشیمی(MSC)/ماتریکس خارج سلولی(C-MSCs) شامل سلول ها و ماتریکس خارج سلولی خود تولید شده هستند. کمپلکس C-MSC ها می توانند عملکردهای سلولی آزمایشگاهی را تنظیم کنند و می توانند به منظور بازسازی استخوان بدون استفاده از داربست های مصنوعی، به جایگاه آسیب پیوند شوند. حفاظت انجمادی طولانی مدت از C-MSCها، که می تواند آن ها را به عنوان یک منبع سلولی آماده استفاده نگه دارد، ممکن است در ایجاد سلول درمانی های مفید برای بازسازی استخوان کمک کننده باشد. بنابراین، هدف این مطالعه بررسی اثر حفاظت انجمادی روی C-MSCها بود.
روش ها:
سلول های بنیادی مزانشیمی مشتق از ران رت ها در محیط رشد تکمیل شده با اسید آسکوربیک کشت شدند. برای بدست آوردن C-MSCها، سلول های متراکمی که روی صفحات سلولی شکل گرفتند با استفاده از نوک میکروپیپت تراشیده شده و سپس کنده شدند. صفحات برای ایجاد کلامپ های گرد سلولی رول شد. کمپلکس C-MSCها در محیط انجمادی شامل دی متیل سولفوکساید 10 درصد فریز شد.
نتایج:
کمپلکس C-MSCهای حفاظت انجمادی شده ساختار سه بعدی شان را حفظ کرده و کاهشی را در زنده مانی سلولی نشان ندادند. علاوه براین، سطح بیان مارکرهای سلول های بنیادی و ویژگی های تمایز استخوانی C-MSCها بوسیله حفاظت انجمادی تغییری نکرد. با این حال، C-MSCهای پیش تیمار شده با کلاژناز قبل از حفاظت انجمادی سطح پایینی از کلاژن نوع یک را نشان دادند و نتوانستند ساختار سه بعدی شان را حفظ کنند و نرخ مرگ و میر سلولی آن ها نیز طی حفاظت انجمادی افزایش یافت. هم C-MSCها و هم پیوند C-MSCهای حفاظت انجمادی شده به نواقص جمجمه ای رت ها بازسازی استخوانی موفقیت آمیز را القا کرد.
جمع بندی:
این داده ها نشان می دهد که حفاظت انجمادی ویژگی های زیستی C-MSCها را بدلیل مقادیر فراوان کلاژن نوع یکی که دارد، کاهش نمی دهد. ویژه تر این که، C-MSCهای حفاظت انجمادی شده قابل کاربرد برای درمان های بازسازی کننده استخوانی جدید هستند.
Stem Cell Res Ther. 2018 Mar 21;9(1):73. doi: 10.1186/s13287-018-0826-0.
Cryopreserved clumps of mesenchymal stem cell/extracellular matrix complexes retain osteogenic capacity and induce bone regeneration.
Motoike S1, Kajiya M2, Komatsu N1, Takewaki M1, Horikoshi S1, Matsuda S1, Ouhara K1, Iwata T1, Takeda K1, Fujita T1, Kurihara H1.
Abstract
BACKGROUND:
Three-dimensional (3D) cultured clumps of mesenchymal stem cell (MSC)/extracellular matrix (ECM) complexes (C-MSCs) consist of cells and self-produced ECM. C-MSCs can regulate cellular functions in vitro and can be grafted into a defect site without an artificial scaffold to induce bone regeneration. Long-term cryopreservation of C-MSCs, which can enable them to serve as a ready-to-use cell preparation, may be helpful in developing beneficial cell therapy for bone regeneration. Therefore, the aim of this study was to investigate the effect of cryopreservation on C-MSCs.
METHODS:
MSCs isolated from rat femurs were cultured in growth medium supplemented with ascorbic acid. To obtain C-MSCs, confluent cells that had formed on the cellular sheet were scratched using a micropipette tip and were then torn off. The sheet was rolled to make a round clumps of cells. The C-MSCs were cryopreserved in cryomedium including 10% dimethyl sulfoxide.
RESULTS:
Cryopreserved C-MSCs retained their 3D structure and did not exhibit a decrease in cell viability. In addition, stem cell marker expression levels and the osteogenic differentiation properties of C-MSCs were not reduced by cryopreservation. However, C-MSCs pretreated with collagenase before cryopreservation showed a lower level of type I collagen and could not retain their 3D structure, and their rates of cell death increased during cryopreservation. Both C-MSC and cryopreserved C-MSC transplantation into rat calvarial defects induced successful bone regeneration.
CONCLUSION:
These data indicate that cryopreservation does not reduce the biological properties of C-MSCs because of its abundant type I collagen. More specifically, cryopreserved C-MSCs could be applicable for novel bone regenerative therapies.
PMID: 29562931