Оценка использования альгинатного геля с полипептидами

Influence of alginate gel impregnated with polypeptide TGF-в1 and ВMP-6 on the chondrogenic extracellular matrix production by multipotent mesechymal stromal stem cells from adipose tissue was evaluated. After 7 day incubation in the chondrogenic medium the production of extracellular matrix components was estimated by histological staining with alcian blue and immunohistological staining with antibodies to collagen type 2. The most extensive staining of extracellular matrix was registered in alginate gel cultures containing both peptides TGF-в1 and ВMP-6 comparing with alginate gel cultures with only single polypeptide and monolayer culture.


Цель исследования.

Оценка влияния альгинатного геля, насыщенного пептидами, на продукцию специфического хондрогенного межклеточного матрикса мультипотентными мезенхимальными стромальными клетками, выделенными из жировой ткани (ММКЖК) при инкубации в условиях хондрогенной среды.

Материалы и методы.

Использовали культуру ММКЖК, подвергнутую хондрогенной дифференцировке по методике Kern, S. et al. (2006), в условиях трехмерного альгинатного геля (4%), содержащего TGF-в1 и ВМР-6 (в качестве контролей использовали монослойную культуру ММКЖК и альгинатный гель, содержащие 1(0) из указанных пептидов). Приготовление альгинатного геля и заключение клеток в его состав осуществляли в соответствии с методикой (Chia S. et al. 2005). В каждой экспериментальной группе в исследование брали 24 образца. Для оценки образования специфического хондрогенного матрикса использовали гистологическое окрашивание с альциановым синим, а также иммуно-гистодимическое окрашивание с антителами к коллагену 2 типа (Zuk P. A. et al. 2006).

Результаты.

Создание адекватного матриксного носителя - одно из основных условий, необходимых для адекватной хондрогенной дифференцировки мультипотентных мезенхимальных стромальных клеток. Наряду с этим, использование трехмерных матриксов со специфическими пептидами, может способствовать правильной дифференцировке, снижению апоптических процессов и пластичности хондрогенных клеток. Настоящее исследование выявило достоверно более выраженное образование хондрогенного матрикса в образцах с альгинатным гелем, содержащим специфические пептиды (TGF-в1 и ВМР-6), к 7 суткам культивирования. Окрашивание альциановым синим было выражено в 18 образцах (75%) и имело более яркую и однородную насыщенность. Для коллагена 2 типа выраженная окраска определялась в 14 (58%) образцах. В то время как в альгинатном геле без добавления пептидов или с добавлением только одного из пептидов к указанному сроку окрашивание было выражено, в среднем, только в половине образцов. Еще в меньшем количестве образцов монослойной культуры (1-3 в каждой экспериментальной группе) была зарегистрирована окраска, подтверждающая образование хондрогенного матрикса.

Положительным свойством используемого геля также являлась возможность сохранения гомогенного распределения клеток и их кластеров.

Вывод.

Альгинатный гидрогель, насыщенный TGF-в1 и ВМР-6, продемонстрировал в эксперименте максимальную эффективность в плане поддержания адекватной функциональной активности хондрогенных клеток.
 

1. Kern, S. et al. (2006) Comparative analysis of mesenchymal stem cells from bone marrow, umbilical cord, or adipose tissue. Stem Cells 24: 1294-1301.

2. Chia S. H. et al. (2005) Characterization of human nasal septal chondrocytes cultured in alginate. Journal of the American College of Surgeons, 2005, vol.200, №5, pp. 691-704.

3. Zuk P. A. et al. (2006) Multilineage cells from human adipose tissue: implications for cell-based therapies. Tissue Engineering. April 2001, 7(2): 211-228.


Горанова Ю.А., Эйсмонт О.Л., Горанов В.А., Ермоленко Е.М.
Белорусский Государственный Медицинский Университет, г. Минск, Беларусь