طراحی و تولید نانوذره آهن سوپرپارامغناطیس جهت هدایت مغناطیسی سلول‌های بنیادی مزانشیمی

زمینۀ مطالعه: هدایت مغناطیسی سلولی، روشی نوین و غیر تهاجمی جهت توزیع هدفمند سلول در بدن است. این روش به جایگزینی و بقای سلول‌های بنیادی در بافت آسیب دیده کمک می‌کند. یکی از اصلی‌ترین مراحل این روش، اتصال نانوذرات اکسید آهن سوپرپارامغناطیس به سلول‌ها است. انتخاب نوع ذرات و روش اتصال آن‌ها به سلول بسیار حائز اهمیت است.هدف: مطالعه حاضر جهت تولید نانوذرات اکسید آهن سوپرپارامغناطیس با قابلیت اتصال به سطح سلول‌های بنیادی مزانشیمی انجام شد.روش‎کار: نانوذرات اکسید آهن سوپرپارامغناطیس به روش هم رسوبی در اتمسفر نیتروژن، با پلیمر دکستران پوشش داده شدند. سلول‌های بنیادی مزانشیمی، از مغز استخوان بازوی خرگوش سفید نیوزلندی نر اخذ و کشت داده شدند. پادتن تک‌بنیانی cd44 خرگوشی در سطح نانوذرات قرار گرفت و ترکیب نهایی به سطح سلول‌های بنیادی مزانشیمی متصل شد. پوشش دهی توسط دکستران به روش طیف سنجی مادون قرمز، اندازه نانوذرات توسط میکروسکوپ الکترونی روبشی، کمیت اتصال پادتن به سطح نانوذرات به روش پروتئین سنجی و اتصال نانوذرات به سطح سلول‌ها با رنگ آمیزی پروسین بلو، ایمونوفلورسنت و میکروسکوپ الکترونی روبشی ارزیابی شدند. برای تمام ارزیابی‌ها حداقل 3 تکرار انجام شد.نتایج: پیک نمودار طیف سنجی مادون قرمز در cm^-1 3200 و 2922 نشان دهنده حضور دکستران در ترکیب نهایی است. قطر متوسط ذرات 6.67±56.13 نانومتر اندازه‌گیری شد. متوسط کمیت اتصال پادتن به سطح نانوذرات 6.35±77.78 درصد محاسبه شد. میانگین درصد سلول‌های بنیادی مزانشیمی که در رنگ آمیزی پروسین بلو و تصویربرداری ایمیونوفلورسنت به ترکیب نهایی متصل بودند به ترتیب 2.53±71.57 و 0.95±95.04 بود. این اتصال در تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی نیز تایید شد.نتیجه گیری نهایی: بر اساس نتایج بدست آمده در مطالعه حاضر، سلول‌های بنیادی مزانشیمی به خوبی به نانوذرات اکسید آهن سوپرپارامغناطیس متصل به پادتن cd44 متصل شدند. این ترکیب جهت ارزیابی‌های آزمایشگاهی و بالینی، قابل استفاده است.

Fabrication of Superparamagnetic Iron Oxide Nanoparticles for Magnetic Cell Targeting Purposes

BACKGROUND: Magnetic cell targeting is a novel noninvasive cellular delivery technique. It improves stem cell delivery to and retention in the injury site. Labeling cells with superparamagnetic iron oxide nanoparticle (SPION) is one of the most important steps of this technique. Appropriate SPIONs selection is believed to be of vital importance. OBJECTIVES: The current study aimed to produce SPIONs which are capable of attaching to Mesenchymal stem cells surface (MSCs). METHODS: Dextran coated SPIONs were produced following coprecipitation method under N2 atmosphere. Bone marrow derived MSCs were isolated and cultured from rabbit humerus bone. Antirabbit CD44 monoclonal antibody was attached to the surface of SPIONs and MSCs and were labeled with this final product. SPIONs coating process, particle size, and antibody conjugation efficacy were evaluated using FTIR, SEM, and Bradford protein measurement assay, respectively. Attachment of antibodylinked dextran coated SPIONs to MSCs was accessed utilizing Prussian blue staining, immunofluorescence analysis, and SEM analysis. RESULTS: Peaks of FTIR at 3200 cm1 and 2922 cm1 are representative of dextran. The average particle size was 56.13±6.67. The average antibodySPION conjugation ratio was 77.78±6.35%. The average percentage of the labeled cells in Prussian blue and IF analysis were 71.57±2.53 and 95.04±0.95, respectively. MSCsSPIONs conjugation was also confirmed via SEM analysis. CONCLUSIONS: In conclusion, it could be inferred that mesenchymal stem cells could successfully be labeled with dextran coatedanti CD44 antibody conjugated superparamagnetic Iron oxide nanoparticles. This product could be used for further invitro and invivo evaluations.