كاربرد كپسول هاي آلژينات به عنوان داربست سه بعدي جهت تمايز سلول هاي بنيادي مزانشيمي ژل وارتون به اندودرم قطعي

Application of Alginate capsules as a three dimensional scaffold for differentiation of Whartonʹʹs Jelly Mesenchymal stem Cells to definitive endoderm

چكيده زمينه و هدف: سلول‌هاي بنيادي مزانشيمي ژل وارتون، منبعي از سلول‌هاي تجديد شدني در درمان بسياري از بيماري‌ها مي‌باشند. از مواد زيستي مختلفي به عنوان داربست جهت شبيه سازي كنام سلول‌هاي بنيادي استفاده شده است كه در بهبود برهم كنش‌هاي سلولي، تكثير سلولي و تمايز مهم مي‌باشد. كپسوله كردن شامل احاطه سلول‌هاي زنده در يك غشا نيمه تراوا با قابليت مبادله موادغذايي، اكسيژن و محرك‌ها است، در حالي كه آنتي بادي‌ها و سلول‌هاي ايمني ميزبان بيرون نگه داشته مي‌شوند. در اين مطالعه، روشي جهت كشت و تمايز سلول‌هاي بنيادي مزانشيمي ژل وارتون به اندودرم قطعي در يك محيط سه بعدي با استفاده از كپسول‌هاي آلژينات ارايه مي‌شود. مواد و روش‌ها: در اين مطالعه تجربي، سلول‌هاي بنيادي كپسوله شده و از روش تريپان بلو براي بررسي زيست‌پذيري استفاده شد. سپس سلول‌هاي كپسوله شده در محيط محتوي فاكتورهاي تمايزي كشت داده شدند و جهت بررسي بيان ژن‌هاي اندودرم قطعيReal- time PCR انجام شد. يافته‌ها: كپسوله كردن سبب تغيير مورفولوژي و زيست پذيري سلول‌هاي كپسوله شده نشد. بررسي‌هاي پس از تمايز، بيان ماركرهاي اختصاصي اندودرم قطعي شامل FOXa2 و SOX17 را اثبات كرد. نتيجه‌گيري: آلژينات قابليت كاربرد به عنوان يك داربست سه بعدي جهت كشت و تمايز سلول‌هاي بنيادي مزانشيمي مشتق از ژل وارتون به اندودرم قطعي را دارد. واژگان كليدي: آلژينات، كنام سلول بنيادي، سلول‌هاي ژل وارتون

Abstract Background: Whartonʹs Jelly Mesenchymal Stem Cells (WJMSc) are potential renewable source of cells in replacement therapies of many diseases. Different biomaterials have been used as a scaffold to mimic the stem cell niche, which is important for promoting cellular interactions, cell proliferation and differentiation. Encapsulation involves entrapment of living cells within the semi-permeable membrane for the exchange of nutrients, oxygen and stimuli, whereas antibodies and host immune cells are kept out. In this study, a new approach for culturing and differentiating Whartonʹs Jelly Mesenchymal Stem Cells to definitive endoderm in a three dimensional environment using alginate capsules is presented. Materials and Methods: In this experimental study, Whartonʹs Jelly Mesenchymal Stem Cells were capsulated and Trypan blue exclusion method was applied to determine cells viability. Then, encapsulated cells have been cultured in medium contain differentiating factors and to investigate the expression of definitive endoderm related genes, Real- time PCR was performed. Results: The encapsulation procedure did not alter the morphology and viability of the encapsulated cells. Post-differentiation analysis confirmed the expression of FOXa2 and SOX17 as definitive endoderm specific markers. Conclusion: Alginate has potential to be used as a three dimensional scaffold for culturing and differentiation of WJMSCs to definitive endoderm. Keywords: Alginate, Stem Cell Niche, Whartonʹs Jelly Cells