Журнал исследований и терапии стволовых клеток

Абстрактный

Влияние биоактивного стекла S53P4 или бета-трикальцийфосфата на остеогенную дифференцировку стволовых клеток жировой ткани человека in vivo после инкубации с BMP-2

Мартин Васелау, Мимми Патрикоски, Беттина Маннерстрем, Мари Раки, Ким Бергстрём, Бриджит фон Рехенберг и Сюзанна Миеттинен

Цели: Человеческие жировые стволовые клетки (hASC) были предложены в качестве жизнеспособной альтернативы для инженерии костной ткани. Однако тканевая реакция и остеогенный потенциал гранул BAG S53P4 или β-TCP не изучались in vivo при засеве hASC и/или совместной инкубации с BMP-2 и, таким образом, были оценены в текущем исследовании.

Методы и результаты: Человеческие ASC были изолированы, расширены и засеяны на BAG и β-TCP in vitro, а жизнеспособность клеток оценивалась с помощью окрашивания Live/Dead. В модели подкожной имплантации грызунам клеточная реакция и остеогенный потенциал 1) простых, 2) засеянных hASC, 3) совместно инкубированных BMP-2 и 4) засеянных hASC и совместно инкубированных с BMP-2 гранул BAG и β-TCP были исследованы с помощью компьютерной томографии и полуколичественных гистологических оценок через 4 и 8 недель. Окрашивание Live/Dead подтвердило хорошую жизнеспособность клеток на обоих биоматериалах до имплантации. В целом, имплантация обоих биоматериалов привела к образованию хорошо васкуляризированной грануляционной ткани без чрезмерного воспаления, фиброза или побочных реакций независимо от группового распределения и оцениваемой временной точки, что, таким образом, предполагает безопасность для перспективного применения. Однако наши результаты также указывают на то, что β-TCP может временно стимулировать образование гигантских клеток инородного тела после добавления hASCs, что предполагает резорбтивную реакцию. Оба биоматериала требовали добавления hASCs и/или BMP-2 для индукции остеобластической
активности. Однако BAG вызывал кальцификацию исключительно при засеве hASCs, активированными BMP-2, тогда как β-TCP требовал засевания только hASCs.

Заключение: гранулы BAG и β-TCP можно безопасно имплантировать подкожно, они вызывают различный клеточный ответ и требуют добавления hASCs и/или BMP-2 для индукции остеобластической активности и кальцификации. Комбинация β-TCP и hASC, по-видимому, является реальным способом повышения активности остеобластов, что приводит к раннему остеогенезу, сводя к минимуму проблемы безопасности и регулирования в области инженерии костной ткани.