كشت توامان سلول هاي بنيادي خونساز و مزانشيمي مشتق شده از خون بند ناف بر روي داربست هاي نانوفيبري پلي ال لاكتيك اسيد

Co-culture of Umbilical Cord-derived Hematopoietic and Mesenchymal Stem Cells on Protein-Coated poly-L-Lactic Acid Nanoscaffolds

سابقه و هدف: امروزه سلول هاي بنيادي خونساز (HSC) خون بند ناف به دليل مزايايي چون، در دسترس بودن، توانايي خود نوسازي، تكثير و تمايز بسيار مورد توجه قرار گرفته اند. محدويت اصلي در استفاده از اين سلول‌ها، تعداد كم آن ها در واحد حجم خون بند ناف مي باشد. جهت غلبه بر اين محدوديت، كشت توام سلول‌هاي خونساز و مزانشيمي (MSCs ) مشتق از خون بند ناف يك راهكار كاربردي مي باشد. اين مطالعه با هدف تكثير HSC خون بند ناف به صورت هم‌كشتي با سلول‌هاي مزانشيمي مشتق از خون بند ناف بر روي محيط سه بعدي پلي‌ال‌لاكتيك اسيد پوشيده شده (PLLA) با پروتئين فيبرونكتين مي باشد. مواد و روش‌ها: در اين مطالعه تجربي، پس از جداسازي سلول هاي CD133+ با استفاده از تكنيك MACS، تاييد خلوص سلول ها با استفاده از فلوسايتومتري انجام شد. سپس سلول ها بر روي بستر نانوالياف PLLA كونژوگه با فيبرونكتين (PLLA-Fn ) در حضور MSCs (گروه 1)، داربست نانوفيبري PLLA در حضور MSCs (گروه 2) و داربست PLLA (گروه 3 ) كشت داده شدند. ميزان تكثير، قدرت كلني‌زايي و ميزان زيست سازگاري سلول ها به ترتيب با استفاده از لام هموسيتومتر، تست سنجش كلني (CFU assay ) و تست MTT در گروه هاي نامبرده مورد بررسي قرار گرفت. يافته‌ها: سلول‌هايي كه بر روي داربست PLLA-Fn به صورت توام با MSCs كشت شدند (گروه 1). ميزان بيشتري از نشانگر بنيادينگي +CD133 را نسبت به گروه هاي ديگر دارا مي باشند. همچنين قدرت كلني‌زايي و ميزان زيست سازگاري در اين گروه در مقايسه با ساير گروه‌ها، افزايش معناداري به همراه داشت (05/0 < P ). استنتاج: نتايج اين مطالعه، بهينه بودن سيستم كشت سه بعدي پوشش داده شده با فيبرونكتين به صورت هم كشتي با سلول هاي مزانشيمي را جهت تكثير سلول‌هاي CD133+ با حداقل ميزان تمايز اثبات نمود.

Background and purpose: Umbilical cord blood (UCB) is a source of Hematopoietic stem cells (HSCs) and has received a lot of attention due to its availability, renewal capacity, proliferation rate, and differentiation potential. The main limitation of using these cells is their low quantity in one unite of UCB. To overcome this, HSCs co-culturing with UCB derived mesenchymal cells (MSCs) is a practical approach. The purpose of this study was the expansion of HSCs together with UCB derived MSCs on a three-dimensional poly L- lactic acid coated with fibronectin. Materials and methods: In this experimental study, after isolation of CD133+ from UCB cells using MACS method, the purity of the isolated cells was carried out by flow cytometry. Then, the cells were seeded on PLLA scaffold coated with fibronectin in presence of mesenchymal cells (group I), the PLLA scaffold in presence of mesenchymal cells (group II), and PLLA scaffold (group III). The proliferation rate, colonization potential and bio-compatibility of the cells were studied using a hemocytometer, CFU assay, and MTT, respectively. Results: The cells co-cuthured with PLLA-Fn scaffold (group I) had a higher proliferation rate of CD133 stemness marker compared to other groups. Also, the colonization of the cells and scaffold׳s biocompatibility was significantly higher in this group compared to other groups. (P <0.05). Conclusion: The study proved that the optimal 3D culture system in PLLA scaffold coated with fibronectin co-cultured with MSCs could reproduce minimum differentiation of CD133 + cells.