رشد و تمايز كندروژنيك سلول هاي بنيادي مزانشيمي بافت چربي انساني بر روي داربست كيتوسان

Growth and Chondrogenic Differentiation of Mesenchymal Stem Cells Derived from Human Adipose Tissue on Chitosan Scaffolds

سابقه و هدف: درمان آسيب هاي غضروفي به هر علتي تنها با كاهش موقت درد مفاصل همراه است. با فراهم آمدن امكان تمايز سلولهاي بنيادي از منابع مختلف به بافت هاي بالغ، مي توان به ترميم و درمان اسيب هاي وارده به بافت­هاي غضروفي سيستم اسكلتي اميدوار بود. در اين مطالعه، پتانسيل كندروژنيك اسكافولد CH-β-GP-HEC با سلول هاي بنيادي مشتق از بافت چربي ارزيابي شد. مواد و روش­ها: در اين مطالعه مقطعي سلولهاي بنيادي از بافت چربي زير جلدي ناحيه شكم 15بيماري كه تحت عمل جراحي درمان فتق اينگوينال قرار گرفتند جدا شد. تعداد 105× 7-6 سلول براي مدت 21 روز بصورت تك بعدي بر كف پليت و بصورت سه بعدي بر روي داربست كيتوسان كشت داده شدند. تست MTT براي ارزيابي سميت داربست بر ميزان زنده ماندن سلول انجام شد. تكثير و تمايز سلول ها پس از رنگ­آميزي تولوئيدن بلو در دو نوع كشت بررسي گرديد. جهت تاييد تشكيل غضروف، بيان كلاژن نوع 2 بوسيله ايمنوهيستوشيمي ارزيابي شد. يافته ها: در تست MTT متوسط OD بزرگتر از 0/8 براي سلول هاي كشت داده شده بر روي داربست در مقايسه با كنترل تاييد كننده عدم سميت داربست براي كشت سلول هاي بنيادي مي باشد (p>0/05). تمايز كندروژنيك سلول ها بر روي داربست ميزان بيشتري از رسوب گليكوزآمينوگليكان را در ماتريكس خارج سلولي در مقايسه با كشت تك­لايه نشان داد.همچنين در گروه كشت سه بعدي، سلول­ها كروي و با هسته بازوفيل تر مورفولوژي متفاوتري نسبت به كشت تك لايه داشتند. در يافته ­هاي ايمنوهيستوشيمي افزايش سنتز كلاژن نوع 2 به عنوان ماركر كندروژنز در كشت سه بعدي در مقايسه با كشت تك­لايه ديده شد. نتيجه­ گيري: نتايج مطالعه نشان داد كه داربست هيدروژلي CH-β-GP-HEC با ساختار متخلخل محيط مناسبتري را براي رشد سلولهاي بنيادي مزانشيمي و تمايز آنها به بافت غضروفي فراهم مي كند.

BACKGROUND and OBJECTIVE: Treatment of cartilage damage for any reason is associated with temporary relief of joint pain. Providing the possibility of differentiating various stem cells into adult tissues can contribute to recovery and treatment of damaged cartilage tissue in skeletal system. In this study, chondrogenic potential of chitosan scaffold, CH-β-GP-HEC, with stem cells derived from human adipose tissue. METHODS: In this cross-sectional study, adipose tissue-derived stem cells were separated from abdomen of 15 patients who underwent inguinal hernia repair. 6-7×105 cells were cultured in plate one-dimensionally and on chitosan scaffold three-dimensionally for 21 days. MTT assay was run to evaluate the toxic effect of scaffold on cell viability. Proliferation and differentiation of cells were studied in the two types of culture after toluidine blue staining. To confirm the formation of cartilage, expression of collagen type II was assessed by immunohistochemistry. FINDING: In MTT assay, the average OD for cells cultured on scaffold is higher than 0.8 compared with control group, which confirms the nontoxicity of scaffold for culturing stem cells (p>0.05). Chondrogenic differentiation of cells on scaffold shows more glycosaminoglycan deposition in the extracellular matrix compared with one-layer culture. Moreover, in group with three-dimensional culture system, cells were spherical and the morphology of nucleus was different from one-layer culture. Regarding immunohistochemistry results, increased synthesis was observed in collagen type II as chondrogenesis markers in three-dimensional culture system compared with one-layer culture. CONCLUSION: Results of the study revealed that hydrogel scaffold, CH-β-GP-HEC, with porous structure provides a better environment for the growth of mesenchymal stem cells and their differentiation into cartilage tissue.