بررسی اثر داربست هیدروژل فیبرین بر تمایز استئوژنیک سلول‌های بنیادی مزانشیمی جدا شده از ژله وارتون

پیش‌زمینه و هدف: مهندسی بافت استخوان یک رویکرد پیش رونده در ترمیم بافت استخوان در علم پزشکی می‌باشد. القا تمایز استخوانی یک پروسه بسیار مهم برای ترمیم استخوان است. فیبرین به‌عنوان یک پلیمر طبیعی در مطالعات مهندسی بافت استخوان به‌عنوان داربست سه‌بعدی کشت سلول استفاده می‌شود. در این مطالعه اثرات تمایز استخوانی داربست هیدروژل فیبرین بر سلول‌های بنیادی مزانشمی جدا شده از ژله وارتون انسانی مورد بررسی قرار گرفته است.مواد و روش‌ کار: پاساژ سوم سلول‌های بنیادی مزانشیمی ژله وارتون بند ناف انسانی (wj-mscs) در دو گروه کشت دوبعدی و کشت سه‌بعدی داربست هیدروژل فیبرین کشت داده شدند. محیط dmem low glucose حاوی ده درصد fbs و یک درصد آنتی‌بیوتیک به هر دو گروه اضافه شد. این سلول‌ها به مدت 21 روز در شرایط دمای 37 درجه s سانتی‌گراد و co2 5% نگهداری شدند و محیط آن‌ها هر سه روز یک بار تعویض می‌شد. در پایان دوره، پتانسیل تمایز استئوژنیکی آن‌ها با بررسی فعالیت آنزیم آلکالین فسفاتاز و رنگ‌آمیزی آلیزارین رد انجام شد.یافته‌ها: معدنی شدن در گروه کشت سه‌بعدی مشاهده شد و با رنگ‌آمیزی آلیزارین رد به‌طور چشمگیری به رنگ قرمز درآمد. و در گروه کشت دوبعدی نقاط قرمزرنگ بسیار کمی مشاهده شد. فعالیت آنزیم آلکالین فسفاتاز در گروه کشت سه‌بعدی برابر 4.2±140.64 و در گروه کشت دوبعدی برابر 0.46±6.85 اندازه‌گیری شد، که اختلاف بین آن‌ها معنی‌دار بود p≤0.001)).بحث و نتیجه‌گیری: هیدروژل فیبرین می‌تواند باعث تمایز wj-mscs به سلول‌های استخوانی در غیاب فاکتورهای استئوژنیک شود.

evaluation of fibrin hydrogel scaffold effect on osteogenic differentiation of whartons’s jelly derived mesenchymal stem cells

background & aims: bone tissue engineering is a progressive approach in bone tissue repair in medical science. induction of osteogenic differentiation is a very important process for bone repair. fibrin as a natural polymer is used in bone tissue engineering studies as a 3d cell culture scaffold. in this study, the osteogenic differentiation effects of fibrin hydrogel scaffold on mesenchymal stem cells isolated from human wharton’s jelly have been investigated.materials & methods: the third passage of wharton jelly human umbilical cord mesenchymal stem cells (wj-mscs) were cultured in two groups of two-dimensional culture and three-dimensional culture of fibrin hydrogel scaffold. dmem low-glucose medium containing 10% fbs and 1% antibiotic was added to both groups. these cells were kept for 21 days at 37°c and 5% co2, and their medium was changed every three days. at the end of the culture period, their osteogenic differentiation potential was evaluated by alkaline phosphatase (alp) assay and alizarin red staining.results: mineralization was observed in the 3d culture group and was significantly reddened by alizarin red staining. nevertheless, very few red dots were observed in the two-dimensional culture group. the activity of alkaline phosphatase enzyme was measured as 140.64±4.2 in the three-dimensional culture group and 6.85±0.46 in the two-dimensional culture group, and the difference between them was significant (p≤0.001).conclusion: fibrin hydrogel can induce differentiation of wj-mscs into bone cells in the absence of osteogenic factors.