بررسي اثر پلاسماي غني از پلاكت (PRP) بر تمايز استئوبلاست و استئوكلاست در حضور داربست سه بعدي پليكاپرولاكتون/هيدروكسي آپاتيت: مطالعه آزمايشگاهي

EVALUATION OF THE EFFECT OF PLATELET-RICH PLASMA (PRP) ON OSTEOBLAST an‎d OSTEOCLAST DIFFERENTIATION IN THE PRESENCE OF POLYCAPROLACTONE / HYDROXYAPATITE 3D SCAFFOLD: AN IN VITRO STUDY

پيش‌زمينه و هدف: وجود فاكتورهاي رشد تأثير بسزايي در بهبود روندترميم دارد و نيز درصد نسبتاً بالايي از دندانهايي كه تحت درمان اندودنتيك قرار گرفتهاند در آينده نيازمند درمانهاي رتروگريد خواهند بود، هدف از اين مطالعه بررسي اثر پلاسماي غني از پلاكت (PRP) بر تمايز استئوبلاست و استئوكلاست در حضور داربست سه بعدي است. مواد و روش‌ كار: در اين مطالعه آزمايشگاهي، ابتدا سلولهاي بنيادي مزانشيمال از ژله وارتون بند ناف جنين انساني جداسازي شده و در دو گروه بررسي تمايز به استئوبلاست و تمايز به استئوكلاست قرار داده شدند. هر گروه به دو زيرگروه كشت در حضور PRP و بدون حضور PRP تقسيم شدند. تمام نمونهها بر روي اسكافولد پليمري از جنس پليكاپرولاكتون/هيدروكسيآپاتيت (PCL/HA) كشت داده شدند. بهمنظور بررسي تمايز به استئوبلاست از محيط كشت عقاب اصلاح‌شده دالبكو (DMEM) حاوي 10-7 مولار دگزامتازون، 10 ميليمولار از ماده گليسروفسفات و 50 ميلي مولار آسكوربيك اسيد استفاده شد. در گروه تمايز به استئوكلاست نيز از ليگاند فعال كننده‌ گيرنده فاكتور هسته‌اي كاپاي B (RANKL) و فاكتور تحريك‌كننده تشكيل كلوني (CSF) استفاده شد. در دو زيرگروه حاوي PRP علاوه بر تركيبات تمايز دهنده 10 درصد PRP نيز اضافه گرديد. پس از 10 روز تمايز به استئوبلاست و استئوكلاست با بررسي بيان ژنهاي اختصاصي توسط واكنش زنجيره‌اي پليمراز بي‌درنگ (RT-PCR) صورت گرفت. در گروههاي تحت تمايز به استئوبلاست از بررسي ژنهاي استئوكلسين و اُستريكس و در گروههاي تحت تمايز به استئوكلاست از بررسي ژن اسيد فسفاتاز مقاوم در برابر تارتات (TRAP) استفاده شد. آناليز آماري دادهها توسط نرم افزار گرافپد و روشهاي آناليز واريانس يك طرفه و دو طرفه و آزﻣﻮن تعقيبي ﺗﻮﮐﯽ انجام گرفت. يافته‌ها: در بررسي بروز ژن TRAP در مقايسه گروه كنترل با گروه تيمار با PRP يافته هاي مشابهي بدست آمد (p=NaN). در خصوص مقايسه گروه حاوي ماركر استئوكلاستوژنز به تنهايي و گروه حاوي اين ماده به همراه PRP لازم به ذكر است كه اختلاف معني دار بود (p=0.0324). در بررسي بروز ژن اُستريكس در مقايسه گروه كنترل با گروه تحت تيمار با PRP اختلاف معني داري وجود داشت (p=0.0050). ميان گروه حاوي ماركر استئوبلاستوژنز به تنهايي و گروه دارنده ماركر فوق به همراه PRP نيز اختلاف معني دار بود (p=0.00001). در بررسي بروز ژن استئوكلسين، مقايسه گروه كنترل با گروه تحت تيمار با PRP نشانگر اختلاف معني داري بود (p=0.0110) ولي نتايج مقايسه دو گروه حاوي ماركر القا استئوبلاستوژنز با و بدون تيمار با PRP نشانگر اختلاف معني داري نبود (p=0.5191). در مقايسه انجام شده ميان گروههاي كنترل و تحت تيمار با PRP در سه ژن مذكور تفاوت ميان گروه ژن TRAP و ژن اُستريكس و استئوكلسين معني دار بود (به ترتيب p=0.006 و p=0.0001). بحث و نتيجه‌گيري: بررسي كلي يافته ها نشان داد كه PRP باعث افزايش تمايز به استئوبلاست شده ولي بر استئوكلاست تأثير چشم گيري ندارد.

Background & Aims: It has been shown that growth factors have a great role in improving wound healing processes. In addition, a relatively high proportion of endodontically treated teeth will require retrograde treatment in the future. Therefore, the aim of the present study was to evaluate the effect of platelet-rich plasma (PRP) on differentiation of osteoblasts and osteoclasts in the presence of a three-dimensional scaffold. Materials & Methods: In this in vitro study, mesenchymal stem cells were isolated from the Wharton jelly of human fetal umbilical cord and assigned into osteoblasts and osteoclasts groups for the evaluation of differentiation. Each group was subdivided into two subgroups with and without PRP. All the samples were cultured on two PCL/HA (polycaprolacton/hydroxyapatite) polymer scaffold. To evaluate differentiation into osteoblasts, DMEM (Dulbecco’s Modified Eagle’s Medium) was used that contained 7‒10-mol dexamethasone, 10-mol glycerophosphate, and 50-mol ascorbic acid. In the osteoclast differentiation group, RANKL (receptor activator of nuclear factor Kappa-B ligand) and CSF (colony-stimulating factor) were used. In addition to differentiation agents, 10% PRP was added to the two subgroups containing PRP. After 10 days, differentiation into osteoblasts and osteoclasts was evaluated by assessing the expression of specific genes using real-time PCR. In the osteoblast differentiation group, expression of osteocalcin and osteotrix genes was evaluated and in the osteoclast differentiation group, expression of TRAP (tartrate-resistant acid phosphatase) was evaluated. Data were analyzed using one-way ANOVA, two-way ANOVA, and post hoc Tukey tests, using Graph Pad software program. Results: Evaluation of the expression of the TRAP gene did not reveal any significant differences between the study and control groups. There was a significant difference between the group with the osteoclastogenic factor alone and the group with osteoclastogenic factor and PRP (p=0.0324). There was a significant difference in osterix expression between the control group and the PRP-treated group (p=0.0050). There was a significant difference between the group with osteoblastogenic factor alone and the group with osteoblastogenic factor and PRP (p=0.00001). There was a significant difference in the expression of osteocalcin gene between the control and PRP-treated groups (p=0.0110); however, the differences between the osteoblastogenesis groups with and without PRP treatment were not significant (P=0.5191). The differences in the expression of TRAP, osterix, and osteocalcin genes between the control and PRP-treated groups were significant (p=0.006 and p=0.0001, respectively). Conclusion: The results of the present study showed that PRP resulted in an increase in osteoblastic differentiation, with no significant increase in osteoclastic differentiation.