Фенотипова характеристика мультипотентних мезенхімальних стромальних клітин жирової тканини та оцінка ступеня її мінералізації IN VITRO
DOI:
https://doi.org/10.11603/2311-9624.2020.3.11566Ключові слова:
мезенхімальні стромальні клітини, жирова тканина, плазма, збагачена тромбоцитами, експресія поверхневих антигенівАнотація
Резюме. У лікарській практиці фахівці досить часто стикаються з травмами різної етіології. Актуальною є мета в короткий термін, з мінімальними затратами та впливом на організм реконструювати ушкоджену тканину. Використання стовбурових клітин у стоматологічній практиці стало можливим завдяки феноменальним відкриттям в біології та біотехнології, які стосуються здатності стовбурових клітин після введення їх в організм реципієнта надходити в місця ушкоджень тканин і відновлювати їх клітинну структуру.
Мета дослідження – визначити біосумісність мезенхімальних стромальних клітин жирової тканини (ММСК-ЖТ) з остеопластичними матеріалами.
Матеріали і методи. Дослідження проводили на базі Буковинського державного медичного університету. Зразки жирової тканини були отримані з ділянки шиї 60 експериментальних тварин (білі щури лінії Вістар). Мультипотентні мезенхімальні клітини жирової тканини (ММСК-ЖТ) отримували шляхом подрібнення жирової тканини щурів. Фенотипування ММСК-ЖТ за маркерами СД 44,
СД 45, СД 73, СД 90, СД 117, Sca-1 проводили з використанням моноклоніальних антитіл до мембранних антигенів миші, кон’югованих з флуорохромами. Оцінювали проліферації фібробластів за допомогою тесту Alamar Blue (AB, Serotec) на 3; 7 та 10 доби після початку експерименту.
Результати досліджень та їх обговорення. Культивовані ММСК-ЖТ експериментальних щурів 2-го пасажу експресують характерні для ММСК маркери ММСК-ЖТ, здатні до диференціації в остеогенному напрямку, при превалюванні даного процесу в тканинних зразках, що містили плазму, збагачену тромбоцитами, та колопан. Під час остеогенної диференціації відбувалась морфологічна зміна клітин із синтезом і мінералізацією позаклітинного матриксу та утворенням клітинних агрегатів. Аналіз ступеня мінераліації позаклітинного матриксу виявив, що досліджувані зразки з вмістом ММСК-ЖТ мають остеогенний потенціал, який був більш виражений у зразках «ММСК-ЖТ + плазма, збагачена тромбоцитами» та «ММСК-ЖТ + плазма, збагачена тромбоцитами + колапан».
Висновки. Тканинні еквіваленти кісткової тканини на основі мультипотентних мезенхіальних стромальних клітин із жирової тканини можуть бути кандидатами для застосування у регенеративній медицині, а дослідження їх на експериментальних тваринах нададуть можливість для розширення уявлення про характеристику ММСК-ЖТ з метою оптимізації їх подальшого клінічного застосування і реалізації нових підходів у різних напрямках стоматології.
Посилання
Pittenger, M.F., Mackay, A .M., Beck, S.C., Jaiswal, R.K., Douglas, R., Mosca, J.D., …, & Marshak, D.R. (2015).
Multilineage potential of adult human mesenchymal stem cells. Science, 284, 143-147. DOI: https://doi.org/10.1126/science.284.5411.143
Zhulkevych, I.V., & Klymnyuk, H.I. (2005). Medykoekonomichni pidkhody do transplantatsii hemopoetychnykh
stovburovykh klityn [Medico-economic approaches to hematopoietic stem cell transplantation]. Onkolohyia – Oncology, 7 (4), 357-360 [in Ukrainian].
Gimble, J., & Guilak, F. (2013). Adipose-derived adult stem cells: isolation, characterization, and differentiation potential. Cytotherapy, 5, 362-369. DOI: https://doi.org/10.1080/14653240310003026
Bongso, A., Fong, C.Y., Ng, S.C., & Ratnam, S. (2014). Isolation and culture of inner cell mass cells from human blastocysts. Hum. Reprod., 9, 2110-2117. DOI: https://doi.org/10.1093/oxfordjournals.humrep.a138401
Thomson, J.A., Itskovitz-Eldor, J., Shapiro, S.S., Waknitz, M.A., Swiergiel, J.J., Marshall, V.S., & Jones, J.M. (2014). Embryonic stem cell lines derived from human blastocysts. Science, 282, 1145-1147. DOI: https://doi.org/10.1126/science.282.5391.1145
Yamanaka, S. (2017). Pluripotency and nuclear reprogramming. Philos. Trans. R. Soc. Lond. B. Biol. Sci.,
, 2079-2087.
Hillmann, G. (1971). Continuous photometric measurement of prostate acid phosphatase activity. Z. Klin.
Chem. Klin. Biochem., 9 (3), 273-274.
Stĕpan, J.J., Silinková-Málková, E., Havránek, T., Formánková, J., Zichová, M., Lachmanová, J., …, & Pacovský, V. (2013). Relationship of plasma tartrateresistant acid phosphatase to the bone isoenzyme of serum alkaline phosphatase in hyperparathyroidism.
Clin. Chim. Acta., 133 (2), 189-200. 9. Goryachkovskiy, A.M. (2015). Klinicheskaya biokhimiyav laboratornoy diagnostike [The clinical biochemistryin laboratorial diagnostics]. Odesa: Ekologiya [in Russian].
Levitsky, A.P., Makarenko, O.A., & Denga, O.V. (2011). Eksperimentalnye metody issledovaniya stimulyatorov
osteogeneza: metodicheskie rekomendatsii [The experimental methods of the study of osteogenesis stimulators:
guidelines]. Kyiv: GFK [in Russian].
Levitsky, A.P., Makarenko, O.A., & Khodakov, I.V. (2013). Fermentatyvnyi metod otsinky stanu kistkovoi
tkanyny [The enzymatic method of the estimation of the state of osseous tissue]. Оdеskyi medychnyi zhurnal –
Odesa Medical Journal, 3, 17-21 [in Ukrainian].
Zhulkevych, I.V., & Korylchuk, N.I. (1999). Hematolohichni aspekty osteoporozu [Hematological aspects of
osteoporosis]. Likarska sprava – Medicine, 2, 12-17 [in Ukrainian].
Winter, A ., Breit, S., Parsch, D., Benz, K., Steck, E., Hauner, H., …, & Richter, W. (2014). Cartilage-like gene
expression in differentiated human stem cell spheroids: a comparison of bone marrow-derived and adipose
tissue-derived stromal cells. Arthritis Rheum., 48, 418-429.
Mesimäki, K., Lindroos, B., Törnwall, J., Mauno, J., Lindqvist, C ., Kontio, R., …, & Suuronen, R. (2009). Novel
maxillary reconstruction with ectopic bone formation by GMP adipose stem cells. Int. J. Oral Maxillofac. Surg.,
, 201-209.
Pereira, R.F., O'Hara, M.D., Laptev, A .V., Halford, K.W., Pollard, M.D., Class, R., …, & Prockop, D.J. (2011). Marrow stromal cells as a source of progenitor cells for nonhematopoietic tissues in transgenic mice with a phenotype of osteogenesis imperfecta. Proc. Natl.Acad. Sci. U.S.A., 95, 1142-1147. DOI: https://doi.org/10.1073/pnas.95.3.1142
E.M. Horwitz, P.L. Gordon, W.K.K. Koo, J.C. Marx, M.D. Neel, R.Y. McNall, …, & Hofman, T. (2016). Isolated allogeneic bone marrow-derived mesenchymal cells engraft and stimulate growth in children with osteogenesis imperfecta: implications for cell therapy of bone. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A., 99, 8932-8937. DOI: https://doi.org/10.1073/pnas.132252399
Keating, A., Berkahn, L., & Filshie, R. (2015). A Phase I study of the transplantation of genetically marked
autologous bone marrow stromal cells. Hum. Gene Ther., 9, 591-600.
