Revista de investigación y terapia con células madre

Abstracto

Desarrollo de encapsulación de alginato 3D para un potencial de diferenciación condrógena mejor que el sistema de pellets 2D

Tanya Debnath, Usha Shalini, Lakshmi K Kona, VidyaSagar JVS, Suguna Ratnakar Kamaraju, Sumanlatha Gaddam y Lakshmi Kiran Chelluri

Introducción: El daño del cartílago articular ha reducido el potencial de regeneración. Esto se debe a la falta de suministro de sangre en el sitio de la lesión y a la amplia distribución de los condrocitos en la densa matriz extracelular. Las estrategias alternativas para regenerar el tejido dañado requieren el suministro exógeno de varios implantes de condrocitos. Existen desafíos inherentes para optimizar una metodología de cultivo de tejidos adecuada en el enriquecimiento de los condrocitos, lo que requiere el uso de hidrogel de alginato. Además, las células madre adiposas derivadas de humanos proporcionan una fuente de tejido ideal para tratar grandes defectos focales.
Objetivos: Exploramos el potencial de diferenciación, la expansión y la cinética de crecimiento de las células madre derivadas de adipocitos humanos (hADSC) en microesferas de alginato 3D. El patrón de crecimiento de los condrocitos articulares también se estudió en el sistema de pellet.
Métodos: Las hADSC aisladas y los condrocitos derivados del cartílago se cultivaron y caracterizaron mediante citometría de flujo y microscopía electrónica de barrido (SEM). La viabilidad y compatibilidad celular se estudiaron utilizando ensayos MTT, Annexin V FITC. Se utilizó RT-PCR para estudiar la regulación condrógena.
Resultados: Se obtuvieron imágenes mediante SEM de células distribuidas uniformemente encapsuladas en microesferas de alginato y expresaron un fenotipo de célula madre multipotente a partir del tercer pase. Las hADSC fueron metabólicamente activas dentro de las microesferas de alginato. El cultivo de pellet de condrocitos de cartílago demostró un menor potencial de crecimiento en comparación con la encapsulación en alginato. Los ensayos apoptóticos proporcionaron un perfil de seguridad para el alginato durante el crecimiento celular. La regulación positiva de genes específicos del cartílago como el factor de crecimiento transformante beta (TGF-β), el colágeno tipo X, la proteína de la matriz oligomérica del cartílago (COMP) y el colágeno tipo II se observó durante todo el período de cultivo en esferas de alginato.
Conclusión: El fenotipo de los condrocitos se conservó en el sistema de pellet con polisacáridos ricos en glicosaminoglicanos (GAG). Además, las hADSC podrían proliferar y diferenciarse en el linaje condrógeno dentro de la matriz de alginato. Por lo tanto, un requerimiento enriquecido de condrocitos en alginato como diseño de andamiaje ayudaría en el tratamiento de grandes defectos focales.