Formation de sphéroïdes cellulaires parodontaux humains sur Chitosan Films
Summary
Ici, nous présentons des protocoles de culture des sphéroïdes cellulaires du ligament parodontal humain (PDL) par des films chitosan. La culture des sphéroïdes cellulaires tridimensionnels (3D) offre une alternative au système de culture de polystyrène de culture de tissu conventionnel (TCPS).
Abstract
Les cellules parodontales de ligament (PDL) tiennent la grande promesse pour la régénération parodontale de tissu. Traditionnellement, les cellules PDL sont cultivées sur des substrats bidimensionnels (2D) tels que le polystyrène de culture tissulaire (TCPS). Cependant, des changements caractéristiques des cellules de PDL ont été observés pendant la culture in vitro. Ce phénomène est probablement dû au fait que le TCPS 2D diffère du microenvironnement tridimensionnel in vivo (3D). Comparées aux cellules cultivées sur des substrats 2D, les cellules cultivées dans un microenvironnement 3D présentent plus de similitudes aux cellules in vivo. Par conséquent, les modèles de culture de cellules 3D fournissent une alternative prometteuse pour la culture cellulaire 2D conventionnelle de monocouche. Pour améliorer les modèles conventionnels de culture cellulaire PDL, nous avons récemment développé une méthode de culture cellulaire 3D, qui est basée sur la formation sphéroïde de cellules PDL sur les films chitosan. Ici, nous présentons les protocoles détaillés de culture sphéroïde de cellules basés sur des films de chitosan. Le système de culture 3D des sphéroïdes cellulaires de PDL surmontent quelques-unes des limitations liées à la culture cellulaire conventionnelle de monocouche 2D, et peut ainsi être approprié pour produire des cellules de PDL avec une efficacité thérapeutique augmentée pour la régénération parodontale future de tissu.
Introduction
La parodontite, paraphée principalement par la plaque dentaire1, est caractérisée par les dommages des tissus parodontaux comprenant le ligament parodontal (PDL), l’os alvéolaire, et le ciment. Les traitements actuels pour la parodontite sont habituellement réussis à empêcher le progrès de la maladie active, mais la régénération des tissus parodontaux perdus demeure un défi clinique. Récemment, des progrès importants ont été réalisés dans les approches cellulaires pour la régénération des tissus parodontaux pour surmonter les inconvénients des traitements actuels2,3,4.
Notre examen systématique précédent a indiqué que les cellules dePDL ont montré le grand potentiel pour la régénération parodontale 5. Traditionnellement, les cellules PDL sont cultivées sur des substrats bidimensionnels (2D) tels que le polystyrène de culture tissulaire (TCPS). Cependant, des changements caractéristiques des cellules dePDL ont été observés pendant la culture in vitro 6. Ce phénomène est probablement dû au fait que le TCPS 2D diffère du microenvironnement tridimensionnel in vivo (3D)7. Comparé aux cellules cultivées sur des substrats 2D, les cellules cultivéesdans un microenvironnement 3D présentent plus de similitudes aux cellules in vivo 8. Par conséquent, les modèles de culture de cellules 3D fournissent une alternative prometteuse pour la culture cellulaire 2D conventionnelle de monocouche.
La méthode conventionnelle de culture 3D consiste à encapsuler les cellules dans des biomatériaux 3D. Comparé aux cellules encapsulées dans les biomatériaux 3D, les sphéroïdes cellulaires imitent la situation in vivo plus étroitement parce que les sphéroïdes sont des agrégats des cellules se développant exemptes des matériaux étrangers9,10,11, 12.Il est rapporté que les sphéroïdes cellulaires ont favorisé des bioactivités de MSC par la conservation des composants extracellulaires de matrice (ECM) comprenant la fibronectine et la laminin1. Pour améliorer les modèles conventionnels de culture cellulaire De PDL, nous avons récemment développé une méthode de culture de cellules 3D PDL, qui est basée sur la formation sphéroïde des cellules de PDL sur des films de chitosan14. La formation de Sphéroïdes a augmenté les capacités d’auto-renouvellement et de différenciation ostéogénique des cellules de PDL14. Ici, nous présentons les protocoles détaillés de culture sphéroïde de cellules de PDL basés sur des films de chitosan. Le système de culture 3D des sphéroïdes cellulaires de PDL surmontent quelques-unes des lacunes liées à la culture conventionnelle de cellules de TCPS, et ainsi peut être approprié pour produire des cellules de PDL avec une efficacité thérapeutique augmentée pour la régénération parodontale future de tissu.
Protocol
Representative Results
Discussion
La présente étude a introduit un système de culture de cellules 3D pour surmonter certaines limitations liées à la culture cellulaire monocouche 2D conventionnelle. Selon le protocole, les sphéroïdes cellulaires de PDL ont été avec succès formés par des cellules de culture sur des films de chitosan. Notre étude précédente a rapporté que la formation de sphéroïdes a augmenté les capacités d’auto-renouvellement et de différenciation ostéogénique des cellules de PDL14. Au lieu d…
Offenlegungen
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Cette étude a été parrainée par la National Natural Science Foundation of China (NSFC 81700978), les Fonds de recherche fondamentale pour les universités centrales (1504219050), la Natural Science Foundation of Shanghai (17ZR1432800) et le Shanghai Medical Exploration Project ( 17411972600).
Materials
| α-MEM | Gibco | 11900-073 | |
| acetic acid | Sigma-Aldrich | 64197 | |
| Cell culture flask 25 cm2 | Corning | 430639 | |
| Cell culture flask 75 cm2 | Corning | 430641 | |
| Chitosan | Heppe Medical Chitosan GmbH | / | molecular weight 500 kDa, degree of deacetylation 85% |
| FCS | Gibco | 26140-079 | |
| Live/Dead Viability/Cytotoxicity Kit | Molecular Probes | L3224 | |
| NaOH | Sigma-Aldrich | 1310732 | |
| PBS | KeyGen Biotech | KGB5001 | |
| pen/strep | Gibco | 15140-122 | |
| Trypsin/EDTA | KeyGen Biotech | KGM25200 | |
| 15 mL conical centrifuge tube | Corning | 430790 | |
| 24-well plate | Corning | 3524 |
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