بررسی زیست سازگاری نانوالیاف الکتروریسی-شده برپایه کیتوسان در همکشتی با سلول‌های استرومایی مغز استخوان (BMSCs)

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 مرکز تحقیقات علوم اعصاب ، دانشگاه علوم پزشکی بقیه ا...(عج)،تهران،ایران

2 پژوهشکده فناوری های زیستی،دانشگاه صنعتی مالک اشتر،تهران،ایران

3 مرکز تحقیقات علوم اعصاب و گروه آناتومی ، دانشگاه علوم پزشکی بقیه ا...(عج) ، تهران،ایران

4 مرکز تحقیقات نانوبیوتکنولوژی ، دانشگاه علوم پزشکی بقیه ا...(عج)،تهران،ایران

5 مرکز تحقیقات علوم اعصاب ، دانشگاه علوم پزشکی بقیه ا...(عج)، تهران،ایران

چکیده

مقدمه و هدف: مطالعاتی متعدد درزمینه دستیابی به داربستی منظور رشد سلول­های بنیادی روی آن انجام­شده­است. هدف از این تحقیق، ارائه داربست زیست تخریب­پذیر کیتوسان-پلی اتیلن اکسید (PEO) با بررسی توانایی رشد، تکثیر، عدم تمایز و مرگ سلولی سلول­های استرومایی مغز استخوان (BMSCs) روی آن است.
 مواد و روش­ها: ابتدا تشکیل نانوالیاف کیتوسان-PEO به نسبت 90 به 10و80 به 20 به روش الکتروریسی، توسط میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) مورد بررسی قرارگرفت؛ این اسکافولد روی ژلاتین 1 درصد در پلیت 24 خانه­ای قرارگرفته، استریل­شد. سلول­های BMSCs از استخوان ران موش­های صحرایی بالغ استخراج و پس از سه مرحله پاساژ در خانه­های خالی پلیت به­عنوان گروه شاهد و هم روی داربست کشت­داده­شد. میزان تکثیر، عدم تمایز و سلول­های در حال مرگ، طی روزهای دوم، چهارم و ششم مورد بررسی قرارگرفت.
 نتایج: نتایج نشان­دادند که مورفولوژی سلول­ها روی داربست حفظ­شده، با گروه شاهد، مشابه بود. میزان تکثیر سلول­ها روی داربست در روزهای متوالی افزایش­یافته، اختلافی معنی­دار با میزان تکثیر سلول­ها در کشت سلول­ها در گروه شاهد نداشت؛ یافته­ها همچنین نشان­دادند که درصد تمایز سلول­های BMSCs و درصد میزان مرگ سلولی نیز در سلول­های کشت­داده­شده روی داربست در مواجه با داربست در پایان روز ششم با گروه شاهد مشابه بود.
 نتیجه ­گیری: تکثیر، عدم تمایز و عدم مرگ سلولی BMSCs روی نانوالیاف کیتوسان-PEO زیست تخریب­پذیر به ارائه مدلی از داربست منجرشد که می­تواند در مهندسی بافت و سلول درمانی مورد استفاده قرارگیرد.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Study of biocompatibility of electrospun chitosan-based nanofiber co-cultured with bone marrow stromal cells

نویسندگان [English]

  • Asgar Emamgholi 1
  • Gholam Reza Kaka 1
  • Minoo Sadri 2
  • Seyed Homayoon Sadraie 3
  • Davood Zolfaghari 4
  • Zahra Borbor 5
1 Neuroscience Research Center- Baqiyatallah University of Medical Sciences - Tehran
2 Department of Biochemistry and Biophysics, Education and Research Center of Science and Biotechnology, Malek Ashtar University- Tehran
3 Department of Anatomy- Baqiyatallah University of Medical Sciences Department of Anatomy- Tehran
4 Nanobiotechnology Research Center- Baqiyatallah University of Medical Sciences – Tehran
5 Neuroscience Research Center -Baqiyatallah University of Medical Sciences - Tehran
چکیده [English]

Background and Objective: Several studies have been performedto achieve a scaffold for growing stem cells. The purpose of the study was to provide a biodegradable scaffold of chitosan - poly ethylene oxide (PEO) with the ability for growing, proliferation, un-differentiation and apoptosis of bone marrow stromal cells (BMSCs).
Materials and Methods: First, formation of chitosan-PEO nanofibers composed of 90 to 10 and 80 to 20 per electro technique were studied by scanning electron microscope (SEM). These scaffolds were located on 1% gelatin in 24-well plates and were then steriled. Femoral BMSCs of rats were cultured on scaffolds after two passages from the house empty plate as controls. BMSCs proliferation, differentiation and apoptosis were studied in days II, IV and VI.
 Results: The results showed that the morphology of cells was maintained on scaffolds similarto controls. The rate of cell proliferation on the scaffold on consecutive days increased in cultured cells of control group but the differences were not significant. The results also showed that at the end of the six days, BMSCs differentiation and the percentage of cell death on the scaffold were similar with cultured cells in control group.
 Conclusion: Proliferation, un-differentiation and no apoptosis of BMSCs on biodegradable chitosan-PEO nanofiber are obtained as a model that can be used in tissue engineering and cell therapy.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Nanofibers
  • Chitosan
  • Scaffolds
  • Bone Marrow Stromal Cells

مراجع

1. Teixeira AI, Abrams GA, Bertics PJ, Murphy CJ, Nealey PF. Epithelial contact guidance on well-defined micro- and nanostructured substrates. J Cell Sci. 2003; 116(3):1881-92.
 2. Han D, Gouma PI. Electrospun bioscaffolds that mimic the topology of extracellular matrix. Nanomedicine: Nanotechnology, Biology and Medicine. 2006;2(1):37-41.
 3. Jayaraman K, Kotaki M, Zhang YZ. Recent advances in polymer nanofibers. J Nanosci Nanotechnol. 2004; 4: 52–65.
 4. Khora E, Yong L. Implantable applications of chitin and chitosan. J Biomaterials. 2003; 24(3):2339–2349.
 5. Bhattaraia N, Edmondsona D, Veiseha O, Matsenb FA, Zhang M. Electrospun chitosan-based nanofibers and their cellular compatibility. J Biomaterials. 2005; 67(1): 6176–6184.
 6. Tohill M, Mantovani C, Wiberg M, Terenghi G. Rat bone marrow mesenchymal stem cells express glial markers and stimulate nerve regeneration. Neurosci Lett. 2004; 362(2): 200-203.
 7. Seung Y. The survival and migration pattern of the Bone marrow stromal cells after intracevebral transplantation in Rats. J Korean Neurosurg. 2004; 36(1):400-404.
 8. Hua X, Yashodhan S, Jeffrey S and Brian S. Use of a chitosan-based hemostatic dressing in laparoscopic partial nephrectomy. J Journal of Biomedical Materials. 2008 Apr;85(1):267-71.
 9. Zhao LR, Duan WM, Reyes M, Keene CD, Verfaillie CM, Low WC. Human bone marrow stem cells exhibit neural phenotypes and ameliorate neurological deficits after grafting into the ischemic brain of rats. Exp Neurol. 2002 Mar;174(1):11-20.
 10. Bossolasco P, Cova L, Calzarossa C, Rimoldi SG, Borsotti C, Deliliers GL, Silani V, Soligo D, Polli E. Neuro-glial differentiation of human bone marrow stem cells in vitro. Exp Neurol.  2005 Jun;193(2):312-25.
 11. Lamoury FM, Croitoru-Lamoury J, Brew BJ. Undifferentiated mouse mesenchymal stem cells spontaneously express neural and stem cell markers Oct-4 and Rex-1. Cytotherapy. 2006; 210(2):228-42.
 12. Kazemnejad S, Allameh A, Soleimani M, Ahmad G, Mohammadi Y, Amirizadeh N, et al. Development of a novel three-dimensional biocompatible nanofibrous scaffold for the expansion and  hepatogenic differentiation of  human bone marrow mesenchymal stem cells. J Biotechnology. 2007; 4(3):201-211.
 13. Mengyan Li, Yi Guo, Yen Wei, Alan G. MacDiarmid, Peter I and Lelkes. Electrospinning polyaniline-contained gelatin nanofibers for tissue engineering applications. J Biomaterials 2006; 27(2):2705–2715.

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار