Mesenchymal stem cells (MSCs) have a differentiation potential towards osteoblastic lineage when they are stimulated with soluble factors or specific biomaterials. This work presents a novel option for the delivery of MSCs from human amniotic membrane (AM-hMSCs) that employs the bovine bone matrix Nukbone (NKB) as a scaffold.
Mesenchymal stem cells (MSCs) have a differentiation potential towards osteoblastic lineage when they are stimulated with soluble factors or specific biomaterials. This work presents a novel option for the delivery of MSCs from human amniotic membrane (AM-hMSCs) that employs bovine bone matrix Nukbone (NKB) as a scaffold. Thus, the application of MSCs in repair and tissue regeneration processes depends principally on the efficient implementation of the techniques for placing these cells in a host tissue. For this reason, the design of biomaterials and cellular scaffolds has gained importance in recent years because the topographical characteristics of the selected scaffold must ensure adhesion, proliferation and differentiation into the desired cell lineage in the microenvironment of the injured tissue. This option for the delivery of MSCs from human amniotic membrane (AM-hMSCs) employs bovine bone matrix as a cellular scaffold and is an efficient culture technique because the cells respond to the topographic characteristics of the bovine bone matrix Nukbone (NKB), i.e., spreading on the surface, macroporous covering and colonizing the depth of the biomaterial, after the cell isolation process. We present the procedure for isolating and culturing MSCs on a bovine matrix.
Там пара и регенерации tissuesis одной из целей themain медицинской науки, потому что поражение в ткани ororgan может быть потере трудоспособности и, в некоторых случаях, к летальному исходу. В связи с этим работники здравоохранения и ученые постоянно ищут методы, методы и инструменты, чтобы обеспечить новый терапевтический alternativesto способствовать там процесс пара-регенерации поврежденной ткани. Таким образом, биомедицинские науки были сосредоточены на изучении мезенхимальных стволовых клеток (МСК), особенно взрослых стволовых клеток, потому что эта ячейка линия представляет собой идеальную модель для изучения процесса регенерации тканей, в связи с его потенциалом дифференцироваться в эктодермального, мезодермальной и эндодермальной клеточных поколений Однако, чтобы сделать терапию с МСК реальность, характеристика thetherapeutic потенциала МСК должно сопровождаться внедрением новых методов культивирования клеток с использованием биоматериалов и клеточных каркасов, которые гарантируют желаемого поведения МСК в ткани хозяина.
<pкласс = "jove_content"> Основной задачей преодолеть при осуществлении культуры с МСК в регенерации кости является обеспечение адгезии клеток от выбранного биоматериала, который обычно представляет собой пористую структуру с adistribution пор в диапазоне от микрометров до миллиметров были использованы но часто требуют сложных реагентов, оборудования и процедур, которые изменяют поведение клеток. Эти процедуры являются подходящими для оценки ин витро, но не для экстраполяции и реализации в сложных открытых систем, таких как человек или в естественных условиях анализа. Методы, направленные на обеспечение адгезии клеток к случайным топологий, таких как пористые кости материалов, были изучены адгезии материала к нижней части лунки с культурой и использовали коллагены и агарозном полимеров. Для этих методов, клетки, которые высевали на поверхности были сохранены в порах и на верхней поверхности. Тем не менее, этот аспект не может быть обеспечена в в естественных условияхСистема, в которой жидкости организма, окружающие биоматериала может тянуть клетки с желаемого места на пористых каркасов является использование ультразвуковой стимуляции, который требует сложного оборудования, но способствует экспрессии маркеров остеобластов в анализах ин витро 5. Использование непрерывных культурах требуется биореакторов, которые гарантируют равномерное распределение питательных веществ в культуральной среде; Однако, значительный процент культивируемых клеток теряется при замене питательной среды за счет скорости потока, который используется в этой технике и средней, прилипшие к стенкам оборудования. Эти проблемы увеличивают клеточную массу, которая необходима для данного типа культуры и времени для получения достаточного количества клеток 7. Таким образом, методика представлена в этой работе представляет собой метод, который должен быть экстраполированы на естественных условиях систем в потому, что клетки высевают в микро-массы на верхней поверхности материала, и после appropriели времени инкубации, 60% от начальной клеточной массы приклеена. Кроме того, этот метод не требует добавления остеобластов индукторов (например, дексаметазон, аскорбиновая кислота, или бета-глицерофосфат) или ультразвуковых стимулов, чтобы индуцировать дифференцировку остеобластов и поддержание фенотипа остеобластов, поскольку это NKB остеокондуктивным остеоиндуктивные каркасы 8, способ для культуры МСК из человеческого амниотической мембраны (АМ-hMSCs) на макропористой костного биоматериала, представленной в данной работе representsapossibility вставить клеток в поврежденной костной ткани и индуцировать дифференцировку остеобластов в линии.Стволовые клетки, которые были получены от человеческой амниотической мембраны (рис 1) показал, фибробластов морфологию, похож на мезенхимальных клеток (рисунок 2) и были в основном МСК. Кроме того, проточной цитометрии анализы показали, что эти клетки были положительными на мезенхимальных клеток маркеров CD73 (CD90, CD105, и) и отрицательный для гемопоэтических клона маркеров (CD34, CD45) (фиг.3). Кроме того, AM-hMSCs выделенные в этой работе представить возможность формирования КОЕ (рисунок 6). Аналогичным образом, мезенхимальные стволовые клетки, выделенные в таком виде сохраняется возможность приложить к osteoinductor биоматериала (рис 4), и размножаться на эшафоте (рис 5).
По этим причинам, метод культура AM-hMSCs макропористого кости биоматериала, который был использован в данной работе представляет возможность вставить ячейки в пределах потерпевшей костной ткани и вызывать его differentiation к остеобластов линии. Эта система культура не требует добавления остеобластов индукторов для поддержания процесса дифференцировки остеобластов фенотипа и остеобластов, поскольку это NKB остеокондуктивных andosteoinductive материал 8. Использование отходов тканей, таких как плаценты человека, представляет собой простой и этическую альтернативу доступа к популяции стволовых клеток с потенциалом к дифференцировке в МСК, по сравнению с другими источниками, которые часто включают инвазивные методы или низкий выход клеток.
Предлагаемый способ культура может быть экстраполированы на естественных условиях систем в потому, что клетки высевают в микро-массы на верхней поверхности материала, и клетки колонизировать и придерживаться всей поверхности биоматериала после соответствующих периодов инкубации. Кроме того, современные реагенты, оборудование и процедуры не требуется, в отличие от существующих методов при реализации этого метода являются микро-масс-cultureas такжемедленный и стабильный осаждение сотовой аликвоты по материала для того, чтобы клетки преимущественно взаимодействуют с биоматериала, а не с нижней части пластины. Другим важным моментом является использование предварительно увлажненный материал перед культивированием клеток, так как это гарантирует, что клетки будут иметь необходимые питательные вещества из культуральной среды, если они интегрированы в материал независимо от того, что они находятся на поверхности или в порах. И, наконец, использование остеиндуктивным биоматериала имеет решающее значение для этого процесса, так как он позволяет избежать добавление внешних факторов, чтобы вызвать и поддерживать остеобластов дифференциации. Ограничение техники является то, что она основана на остеиндуктивным потенциала бычьей матрицы; Однако, предлагаемая система культуры могут быть экстраполированы на любой пористый материал с распределением пор от 20 до 200 мкм. Таким образом, процедура представлена в этой работе является альтернативным методом для культивирования мезенхимальных стволовых клеток из различных материалов тшляпа используются для тканевой инженерии, особенно для регенерации костной ткани.
The authors have nothing to disclose.
Мы признаем стипендию и финансовую поддержку, оказанную совету по борьбе Насьональ де Ciencia у Tecnología (КОНАСИТ No.49887), Facultad де Медицина-НАУ DGAPA IN201510 и DGAPA IN216213; Сальвадор Корреа Instituto Nacional де Perinatología за помощью с биологическим материалом; и Biocriss, SA де С. V за предоставление Nukbone. Также благодарим Ing. Эктор Мартинес ММВ, НАУ и M EN C Фабиола Гонсалес CINVESTAV для оказания технической помощи.
sterile phosphate buffered saline | GIBCO,LIFE TECHNOLOGIES | 10010023 | cell culture |
penicillin-streptomycin | GIBCO,LIFE TECHNOLOGIES | 10378016 | cell culture |
FBS | GIBCO,LIFE TECHNOLOGIES | 26140111 | cell culture |
Dulbecco's Modified Eagle's Medium (DMEM) with high glucose | GIBCO,LIFE TECHNOLOGIES | 11965118 | cell culture |
collagenase type II | GIBCO,LIFE TECHNOLOGIES | 17101015 | cell culture |
3mM calcium chloride | SIGMA_ALDRICH | C5670 | cell culture |
trypsin/0.5mM EDTA solution | GIBCO,LIFE TECHNOLOGIES | R001100 | cell culture |
Trypan Blue solution | GIBCO,LIFE TECHNOLOGIES | 15250061 | cell culture |
phycoerythrin (PerCP)-conjugated CD73 | BD Pharmigen | 562245 | cytomery |
FITC- CD90, | BD Pharmigen | 562245 | cytomery |
PE-CD34 | BD Pharmigen | 562245 | cytomery |
FITC-CD45 | BD Pharmigen | 562245 | cytomery |
PE-CD105 | BD Pharmigen | 562245 | cytomery |
BD FACSCalibur Flow Cytometer | BD Pharmigen | BD FACSCalibur | cytomery |
alamarBlue (AB) | LIFE TECHNOLOGIES | DAL1025 | proliferation cell assay |
SUNRISE-reader | TECAN, Germany | Sunrise | proliferation cell assay |