پيش شرطي كردن سلول‌هاي بنيادي مزانشيمال با غلظت‌هاي بهينه H2O2 به منظور افزايش بقاي سلولي و افزايش مقاومت در برابر استرس‌هاي اكسيداتيو

Enhancement of the resistance of mesenchymal stem cells against killing conditions by the oxidative preconditioning

چكيده سابقه و هدف مطالعه‌ها بر روي سلول‌هاي مزانشيمال پيوندي نشان داده‌اند كه شرايط نامساعد محيط بافت از جمله حضور راديكال‌هاي آزاد اكسيژن و سايتوكاين‌هاي التهابي، قسمت اعظم آن‌ها را در روزهاي ابتدايي پس از پيوند از بين مي برد. به منظور رفع اين مشكل، در اين مطالعه اثر پيش‌شرطي كردن سلول‌هاي مزانشيمال با H2O2 به منظور افزايش مقاومت آن‌ها در برابر شرايط اكسيداتيو كشنده بررسي شد. مواد و روش‌ها در يك مطالعه تجربي، سلول بنيادي مزانشيمي مغز استخوان با استفاده از فايكول جداسازي و پاساژ چهارم انتخاب شد. سلول‌هاي پاساژ چهارم با غلظت‌هاي مختلف H2O2 طي زمان‌هاي متفاوت، مجاور و انكوبه شدند. سپس سلول‌ها ريكاور شده و در شرايط معمول كشت سلول قرار گرفتند. در نهايت سلول‌هاي پيش شرطي شده تحت شرايط كشنده قرارگرفتند. پس از انجام اين مراحل، ميزان سلول‌هاي زنده با استفاده از رنگ‌آميزي تريپان‌بلو و روش MTT مورد بررسي قرار گرفت. پس از انجام مراحل پيش شرطي و القاي آپوپتوز، به منظور بررسي تاثير پيش‌شرطي ‌كردن در قابليت تمايز سلول‌هاي بنيادي و بنيادي بودن آن‌ها، سلول‌هاي پيش شرطي شده، به رده سلولي استيوسيت تمايز داده شدند. يافته‌ها نتايج نشان دادند كه پيش شرطي كردن سلول‌هاي مزانشيمي با H2O2 موجب افزايش بقا و مقاومت آن‌ها در برابر استرس‌هاي اكسيداتيو كشنده در مقايسه با سلول‌هاي كنترل پيش شرطي نشده، مي‌شود بدون اين كه تاثير منفي در قابليت تمايز آن‌ها داشته باشد. نتيجه گيري پيش شرطي كردن سلول‌هاي مزانشيمال با غلظت‌هاي بهينه H2O2، بقاي آن‌ها را در برابر استرس‌هاي اكسيداتيو افزايش داده و ممكن است منجر به پيشبرد كارايي درمان سلولي شود.

Abstract Background and Objectives About 70% of MSCs die in the early stages of transplantation into the infarcted myocardium. Several solutions have been made to address this problem. In the last decade, preconditioning of MSCs with oxidative stresses has gained a lot of attention. In this study, we have investigated the effects of preconditioning with hydrogen peroxide (H2O2) on the survival of MSCs and their resistance against oxidative stresses. Materials and Methods Mesenchymal stem cells from bone marrow have been cultured. Cells from the passage four were treated with 5, 10, 15, 20, 30, 40, 50, 60, 80, and 100µm concentrations of H2O2, and were then recovered with the fresh medium. Finally, the treated cells were exposed to 500 µM H2O2 as the killing condition. The percentage of survived cells was analyzed by the MTT assay kit. Results Preconditioning with 5 and 10 µM H2O2 significantly increased the resistance of MSCs against the apoptosis induced by 500 µM H2O2. Conclusions Preconditioning of MSCs with oxidative stresses enhances their survival; therefore, it can increase the efficacy of transplantation. Key words: Hydrogen Peroxide (H2O2), Ischemic Preconditioning, Apoptosis, Multipotent Mesenchymal Stromal Cells