Formazione di spheroidcellule a celle di legamento parontale umano su Chitosan Films
Summary
Qui, presentiamo protocolli di coltura del legamento parontale umano (PDL) sferoidi cellulari da pellicole chitosane. La coltura degli sferoidi cellulari tridimensionali (3D) fornisce un’alternativa al sistema di coltura del polistirolo (TCPS) della coltura dei tessuti convenzionale.
Abstract
Le cellule del legamento parodontale (PDL) sono molto promettenti per la rigenerazione del tessuto parodontale. Convenzionalmente, le cellule PDL sono coltivate su substrati bidimensionali (2D) come il polistirolo di coltura dei tessuti (TCPS). Tuttavia, sono stati osservati cambiamenti caratteristici delle cellule PDL durante la coltura in vitro. Questo fenomeno è probabilmente dovuto al fatto che il TCPS 2D differisce dal microambiente tridimensionale in vivo (3D). Rispetto alle cellule coltivate su substrati 2D, le cellule coltivate in un microambiente 3D presentano maggiori somiglianze con le cellule in vivo. Pertanto, i modelli di coltura cellulare 3D forniscono un’alternativa promettente per la coltura cellulare monostrato 2D convenzionale. Per migliorare i modelli convenzionali di coltura cellulare PDL, abbiamo recentemente sviluppato un metodo di coltura cellulare 3D, che si basa sulla formazione di sferoidi delle cellule PDL su pellicole chitosane. Qui, presentiamo protocolli dettagliati di coltura sferoide cellulare basati su pellicole chitosane. Il sistema di coltura 3D degli sferoidi cellulari PDL supera alcune delle limitazioni legate alla coltura convenzionale delle cellule monostrato 2D, e quindi può essere adatto per produrre cellule PDL con una maggiore efficacia terapeutica per la futura rigenerazione dei tessuti parodontali.
Introduction
La parodontite, inizializzataprincipalmente dalla placca dentale 1, è caratterizzata dal danno dei tessuti parodontali tra cui legamento parontale (PDL), osso alveolar e cementum. Gli attuali trattamenti per la parodontite di solito riescono a prevenire il progresso della malattia attiva, ma la rigenerazione dei tessuti parodontali perduti rimane una sfida clinica. Recentemente, sono stati compiuti importanti progressi negli approcci basati sulle cellule per la rigenerazione del tessuto parodontale per superare gli inconvenienti dei trattamenti attuali2,3,4.
La nostra precedente revisione sistematica ha rivelato che le cellule PDL hanno mostrato un grande potenziale per la rigenerazione parodontale5. Convenzionalmente, le cellule PDL sono coltivate su substrati bidimensionali (2D) come il polistirolo di coltura dei tessuti (TCPS). Tuttavia, sono stati osservati cambiamenti caratteristici delle cellule PDL durante la coltura in vitro6. Questo fenomeno è probabilmente dovuto al fatto che il TCPS 2D differisce dal microambiente tridimensionale in vivo (3D)7. Rispetto alle cellule coltivate su substrati 2D, le cellule coltivate in un microambiente 3D presentano maggiori somiglianze con le cellule in vivo8. Pertanto, i modelli di coltura cellulare 3D forniscono un’alternativa promettente per la coltura cellulare monostrato 2D convenzionale.
Il metodo di coltura 3D convenzionale incapsula le cellule nei biomateriali 3D. Rispetto alle cellule incapsulate in biomateriali 3D, gli sferoidi cellulari imitano più da vicino la situazione in vivo perché gli sferoidi sono aggregati di cellule che crescono libere da materiali estranei9,10,11, 12.Si dice che gli sferoidi cellulari promuovevano le bioattività MSC attraverso la conservazione dei componenti della matrice extracellulare (ECM), tra cui fibronectina e laminina13. Per migliorare i modelli convenzionali di coltura cellulare PDL, abbiamo recentemente sviluppato un metodo di coltura cellulare PDL 3D, che si basa sulla formazione di sferoidi di cellule PDL su pellicole chitosani14. La formazione di spheroid ha aumentato l’auto-rinnovamento e le capacità di differenziazione osteogenica delle cellule PDL14. Qui, presentiamo protocolli dettagliati di coltura di sferoidi delle cellule PDL basati su pellicole chitosane. Il sistema di coltura 3D degli sferoidi cellulari PDL supera alcune delle carenze legate alla coltura convenzionale delle cellule TCPS, e quindi può essere adatto per produrre cellule PDL con una maggiore efficacia terapeutica per la futura rigenerazione dei tessuti parodontali.
Protocol
Representative Results
Discussion
Il presente studio ha introdotto un sistema di coltura cellulare 3D per superare alcune limitazioni legate alla coltura convenzionale delle cellule monostrato 2D. Secondo il protocollo, gli sferoidi cellulari PDL sono stati formati con successo culcolando le cellule sui film chitosani. Il nostro studio precedente ha riferito che la formazione di sferoidi ha aumentato l’auto-rinnovamento e le capacità di differenziazione osteogenica delle cellule PDL14. Invece di utilizzare un enzima per raccoglie…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Questo studio è stato sponsorizzato dalla National Natural Science Foundation of China (NSFC 81700978), dai Fondi di Ricerca Fondamentali per le Università Centrali (1504219050), dalla Natural Science Foundation di Shanghai (17-R1432800) e dal 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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