بررسي اثر محيط هيدروژلي پلي‌اتيلن‌گليكول بر ميزان حيات و تمايز سلول‌هاي بنيادي عصبي مشتق شده از مغز استخوان

A study on the effects of polyethylene glycol hydrogel in survival and differentiation of neural stem cells derived bone marrow stromal cells

سابقه و هدف: سلول‌درماني، يكي از روش‌هاي معالجه‌ي بيماري‌هاي سيستم عصبي مركزي است كه بسيار مورد توجه قرار گرفته است. با اين حال، به علت بقاي كم سلول‌ها پس از پيوند، تحقيقات در اين زمينه با مشكل مواجه شده است. ناقل‌هاي سلولي، باعث افزايش بقاي سلول‌ها پس از پيوند مي‌شوند. هيدروژل پلي‌اتيلن‌گليكول، يك ناقل مناسب براي اين هدف مي‌باشد. در اين مطالعه، ميزان بقا و تمايز سلول‌هاي بنيادين عصبي مشتق شده از مغز استخوان، روي هيدروژل پلي‌اتيلن‌گليكول مورد بررسي قرار گرفت. مواد و روش‌ها: سلول‌هاي استرومايي مغز استخوان، از موشهاي صحرايي تهيه و در محيط كشت MDEM/F12 حاوي EGF، B27 و bFGF كشت داده شد تا سلول‌هاي بنيادين عصبي ايجاد گردد. سپس سلول‌هاي بنيادين عصبي به مدت 7 روز در محيط كشت سه بعدي هيدروژل پلي‌اتيلن‌گليكول قرار گرفت. در اين مطالعه، مرگ و مير سلول‌ها بررسي شد و از ماركرهاي ايمنوسيتوشيميايي جهت بررسي تمايز سلول‌ها، استفاده گرديد. يافته‌ها: نتايج، نشان داد كه بيان آنتي‌بادي‌هاي NF68، NF160 و NF200 پس از 7 روز در محيط كشت 3 بعدي هيدروژل پلي‌اتيلن‌گليكول بيشتر از محيط كشت دو بعدي بوده و ميزان بقاي سلول‌ها در اين محيط حدود 24/98% بود. اما ميزان بيان آنتي‌بادي‌هاي GFAP و Nestin در محيط كشت دو بعدي بيشتر بود و ميزان بقاي سلول‌ها حدود 70/71% بود. نتيجه‌گيري: اين نتايج مي‌تواند نشان‌دهنده‌ي اهميت محيط‌هاي سه بعدي مصنوعي در افزايش ميزان بقاي سلول‌ها باشد كه براي سلول‌درماني استفاده مي‌شوند و ممكن است بتوان از اين ناقل سلولي در آينده در فرآيند‌هاي درماني استفاده كرد.

Background and Aim: Cell therapies have attracted attention as treatments for central nervous system disorders. However, such research has been severely limited by poor cell survival. Cell carriers improve transplanted cell viability by providing protection following transplantation. Polyethylene glycol (PEG) hydrogels are ideal candidates for this purpose. In this study the survival rate and neural differentiation of neural stem cells (NSCs) derived bone marrow stromal cells (BMSCs) were evaluated on PEG hydrogel. Materials and Methods: BMSCs were isolated from adult rats, passaged and cultured in MDEM/F12 containing B27, EGF and bFGF to generated NSCs, which were harvested to produce NSCs. Subsequently, NSCs encapsulated in 3D PEG hydrogel and cultured for 7 days. Here, we attempted to use live/dead assay kit for assessment of cell viability and differentiation was assessed by immunocytochemical analyses of neural marker expression. Results: The results showed that NF68, NF160 and NF200 are highly expressed in NSCs after 7 days culture in 3D PEG hydrogel differentiation medium and viabilty of NSCs was about 98.24%, but GFAP and Nestin were highly expressed in 2D culture medium and viability of NSCs was about 71.70%. Conclusion: These findings suggest the importance of strategies to control the chemical microenvironment surrounding cells in three-dimensional biomaterials that are being designed as cell culture platforms.