Růstové faktory a jiné bioaktivní látky pro indukci osteogenní diferenciace mezenchymálních kmenových buněk

Abstract

Hlavní funkcí mezenchymálních kmenových buněk v organismu je zajišťovat obnovu a regeneraci poškozených tkání. Je jim přisuzována schopnost diferencovat do tkání původem z mezodermu, kam kromě jiného patří i pojiva. Díky této vlastnosti jsou objektem intenzivního zkoumání. Jednotlivé směry diferenciace je možné navodit působením specifických polypeptidů, tzv. růstových faktorů. V oblasti tkáňového inženýrství jsou růstové faktory využívány k indukci a urychlení procesů hojení. Mohou být inkorporovány do nanovlákenného nosiče vkládaného do místa defektu. Buňky v této oblasti by tak byly stimulovány jednak okolním mikroprostředím a zároveň by byl zajištěn přísun růstových faktorů ovlivňujících metabolismus, motilitu a diferenciaci buněk. K navození osteogenní diferenciace lidských MSC byly použity růstové faktory TGF-β, bFGF, HGF, IGF-1, VEGF a BMP-2 a organická kyselina taurin. Po dobu 21 dní trvajících experimentů byly tyto látky přidávány k buňkám v různých kombinacích a v případě taurinu také ve dvou různých koncentracích. Buňky byly kultivovány na plastiku. Nejlepší efekt na buněčný metabolismus MSC hodnocený MTS testem měly růstové faktory TGF-β a bFGF přidávané do media buď samostatně nebo zkombinované. Metabolickou aktivitu naopak snižovaly VEGF, HGF a 20 mM taurin. Stimulační vliv na...

The main function of mesenchymal stem cells in the body is to facilitate the restoration and regeneration of damaged tissues. They are known for the ability to differentiate into tissue originating from the mesoderm, which among others includes connective tissues. Due to this feature are MSCs being intensively examined. Different directions of differentiation can be induced by treatment of specific polypeptides, so called growth factors. In the field of tissue engineering are growth factors used to induce and accelerate the healing processes. They may be incorporated into the nanofiber carrier which is inserted into the site of injury. Cells in this area would thus be stimulated by surrounding 3D microenvironment. At the same time the scaffold provides a supply of growth factors which are able to affect metabolism, motility and differentiation of present cells. In order to induce osteogenic differentiation of human MSCs the following bioactive substances were used: TGF-β, bFGF, HGF, IGF-1, VEGF and the BMP-2 and the organic acid taurine. During 21 days lasting experiments, were these molecules added to the medium in various combinations and in the case of taurine also at two different concentrations. Cells were cultured on plastic. The best effect on cellular metabolism of MSCs, evaluated by MTS...