Adhézia, rast a diferenciácia kožných buniek na nanovlákenných polymérnych nosičoch

Abstract

Naša práca má prínos pre tkanivové inžinierstvo, a to hlavne v oblasti konštrukcie vhodnej náhrady pre regeneráciu kožných defektov. Zároveň prináša hodnotné poznatky pre základný výskum molekulárnych mechanizmov adhézie, proliferácie, fenotypovej maturácie buniek a kontroly správania buniek prostredníctvom extracelulárnej matrix (ECM), ktorú predstavuje synteticky vyrábaný nanovlákenný materiál. Nanovlákenná membrána z poly(laktid-ko- glykolidu) (PLGA) bola pripravovaná metódou zvlákňovania bez použitia injekčnej striekačky. Tieto membrány boli následne modifikované biomolekulami sprostredkujúcimi adhéziu buniek, ako je kolagén, fibronektín a fibrín, za účelom zvýšenia ich afinity pre bunky. Na týchto nanovlákených membránach bola následne stanovená miera adhézie, rastu a diferenciácie keratinocytov línie HaCaT a ľudských dermálnych fibroblastov, tj. hlavných buniek nachádzajúcich sa v epidermis a dermis. Výsledky ukázali, že membrány modifikované fibrínovou vrstvou zlepšovali adhéziu a rast ľudských dermálnych fibroblastov, zatiaľ čo kolagén na povrchu materiálu stimuloval adhéziu a proliferáciu keratinocytov línie HaCaT. Fibrín navyše zlepšoval u fibroblastov produkciu kolagénu I, ktorý je hlavnou súčasťou ECM v prirodzenej koži. Fibronektín obecne zlepšoval adhéziu buniek na membránu. Na...

Our study contributes to the tissue engineering, mainly to the construction of appropriate scaffolds for regeneration of damaged skin. Simultaneously, it brings valuable insights for basic research in the field of molecular mechanisms of adhesion, proliferation and phenotypic maturation of cells and the control of the cell behavior through the cell extracellular matrix (ECM), represented by synthetic nanofibrous material. Nanofibrous polylactic-co-glycolic acid (PLGA) membranes were prepared by needle-less electrospinning technology. These membranes were further modified with cell adhesion-mediating biomolecules, e.g. collagen, fibronectin and fibrin in order to increase their affinity to colonizing cells. Adhesion, growth and differentiation of keratinocytes (HaCaT) and fibroblasts, i.e. major cell types of epidermis and dermis, were evaluated on these nanofibrous membranes. The results show that the membrane modification using fibrin structures improved adhesion and proliferation of human dermal fibroblasts. The collagen structure on the surface of membranes improved the adhesion and proliferation of human HaCaT keratinocytes. Furthermore, fibrin structure stimulated fibroblasts to produce collagen, which is a major component of ECM in the natural skin dermis. Fibronectin enhanced cell attachment...