اثر داربست «آلوگرافت استخواني معدني شده» با پوششي از سلول‌هاي استرومال خون بند ناف، بر تكثير برون تن سلول‌هاي بنيادي خونساز CD34+

Effect of mineralized bone allograft scaffold with coverage of UCB-derived stromal cells on ex vivo expansion of CD34+ cells

چكيده سابقه و هدف خون بند ناف(UCB) در پيوند مغز استخوان، به علت دوز پايين سلول هايCD34+ داراي محدوديت هايي است كه مي بايست اين سلول ها تكثير شوند. بنابراين هدف از اين تحقيق، تكثير سلول‌هاي CD34+ با كمترين دست‌ورزي مي‌باشد. مواد و روش‌ها در يك مطالعه تجربي، سلول هاي بنيادي سوماتيك غير محدود شده(USSC) جفت انساني جداسازي و از نظر مورفولوژيكي و ايمونولوژيكي شناسايي و تاييد شدند. سپس روي داربست آلوگرافت استخواني معدني شده(MBA) و نيز كف پليت، به عنوان لايه مغذي(Feeder) پوشانده شدند. سلول هايCD34+ (با روش(MACS از جفت انساني تخليص و به مدت سه هفته در شرايط دو و سه بعدي تكثير شدند. در آخر شمارش سلولي، فلوسيتومتري، سنجش كلني و نيز آزمايش LTC-IC انجام شد. يافته‌ها پس از سه هفته تكثير، تعداد سلول هاي UCB-CD34+ در محيط سه بعدي، به 2/13 ± 250 رسيد. بيشترين كاهش درصد فلوسيتومتري در كشت سه بعدي مشاهده شد و بيشترين تعداد كلني و LTC-IC در روز 14 حاصل شد. نتيجه گيري سلول هاي USSC به همراه ساختار سه بعدي MBA ، با توليد بيشتر سيتوكاين هاي خوني، ماتريكس خارج سلولي، مولكول هاي اتصالي و نيز با ايجاد برهمكنش هاي بين سلولي مي‌توانند به عنوان لايه مغذي مناسب به كار روند. اين ساختار با افزايش نسبت سطح به حجم، تقليدي از نيچ مغز استخوان در محيط خارج بدن را فراهم مي سازد. اين مدل مي تواند محيط مناسب و جايگزيني براي تكثير HSC باشد.

Abstract Background and Objectives Bone marrow transplantation with umbilical cord blood (UCB) in adult recipients is limited mainly by a low CD34+ cell dose. To overcome this shortcoming by minimum manipulation, mineralized bone allograft (MBA) scaffold coated by UCB-USSC (unrestricted somatic stem cells) was used to expand CD34+ cells from UCB. Materials and Methods In this experimental study, UCB-USSCs were isolated and characterized by morphologic and immunophenotypical analysis. Then they were seeded on MBA (for 3D figuration) and culture plate (for 2D figuration) as a feeder layer. CD34+ cells were isolated from the UCB (by MACS method) and were expanded in 2D and 3D conditions for 3 weeks. At the end, cell count, flow cytometry, cologenic assay, and LTC-IC were done. Results After 3 weeks, ex vivo expansion of UCB-CD34+ was enhanced 250 ± 13.2 in 3D. The highest CFC expansion and LTC-IC were observed at day 14. Flow cytometry analysis showed the lowest percentage in 3D culture. Conclusions USSCs by 3D MBA structure produce the hematopoietic cytokine, extracellular matrix and binding molecules; they also create the intercellular interaction that can be used as a suitable feeder layer. It provides an ex vivo mimicry of bone marrow niche by enhancing surface/volume ratio. This model could be a suitable and alternative environment for HSCs expansion and hematopoiesis.