Cómo cultivar células óseas en sustratos de BIOLAMININA

Alta expresión de isoformas de laminina en el microambiente óseo

Las células óseas, que incluyen osteocitos, osteoblastos, osteoclastos, células osteogénicas (células madre) y células de revestimiento, residen en la médula ósea. Hay varias proteínas de la familia de la laminina que se expresan en el microambiente de la médula ósea humana, donde la laminina 411/421 y la laminina 511/521 son las isoformas más abundantes, sintetizadas por las células estromales de la médula ósea humana. Las isoformas de laminina 111, 331 y 332 también se expresan en el microambiente de la médula ósea humana (Siler, 2000). La laminina 332 se expresa específicamente alrededor de los osteoblastos primarios y de las células similares a los osteoblastos localizadas en la superficie ósea (Uehara, 2017)

La laminina 332 regula negativamente la osteoclastogénesis y promueve la diferenciación osteogénica

Una publicación de investigadores alemanes muestra que la laminina 332 promueve la fijación, y en comparación con el plástico, la diferenciación osteogénica aumentó significativamente con la laminina 332 (Mittag, 2012). Además, la laminina 332 (se ha demostrado que inhibe notablemente la osteoclastogénesis inducida por RANKL (Uehara, 2017). Se cree que la supresión está mediada por la unión de la laminina a los receptores de integrina α3β1, α6β1 y α6β4 (Uehara, 2017; Hashimoto, 2006). La laminina 332 es expresada por los osteoblastos primarios en cultivo y la cadena de laminina g2 se expresa transitoriamente en los condrocitos durante el desarrollo (Uehara, 2017; Hashimoto, 2006). La expresión de la laminina 332 está regulada negativamente por factores osteoclastógenos, lo que sugiere que la LN332 es un nuevo regulador negativo que puede definir la osteoclastogénesis espacialmente en los tejidos óseos (Uehara, 2017). También se ha demostrado que la laminina 332 suprime la diferenciación condrogénica de BM-MSC sin inducir la apoptosis ni inhibir el crecimiento celular (Hashimoto, 2005; Hashimoto, 2006). Sin embargo, la laminina 332 no tuvo ningún efecto sobre la diferenciación osteogénica de las MSC (Hashimoto, 2006). Estos resultados sugieren que la laminina 332 puede contribuir al desarrollo de tejidos óseos promoviendo la proliferación y suprimiendo la diferenciación condrogénica de las MSC.

Mejor adhesión, crecimiento y proliferación de BM-MSC en LN511 y LN521

La laminina 511 y 521 son las isoformas más abundantes en la médula ósea y se ha demostrado que las células madre mesenquimales derivadas de la médula ósea (BM-MSCs) cultivadas in vitro sintetizan α5, α4, α3, α1 y β2 en la cantidad significativa (Seeger, 2015; Siler, 2000; Hashimoto, 2006). Naturalmente, la laminina 511 y 521 han demostrado tener fuertes interacciones adhesivas con las líneas celulares humanas CD34+ (Siler, 2000). Sin embargo, las MSC no se adhieren bien a la laminina 111, 211 y 221(Sun, 2017). Las lamininas 511, 521 y 332 promueven la mayor tasa de crecimiento y proliferación de BM-MSC y afectan a la actividad mitogénica y a la migración de estas células a través de la unión a la integrina α6β1 y α3β1 (Siler, 2000; Sun, 2017, Hashimoto, 2005; Hashimoto, 2006). En una reciente publicación de Yang y Xiao, los autores presentan un protocolo para el cultivo de MSC de médula ósea (BM-MSCs) sobre laminina 521 y laminina 511. Ambas isoformas de laminina muestran una adhesión significativamente más rápida y fuerte en comparación con los pozos sin recubrimiento y soportan la siembra de un menor número de células en comparación con las placas sin recubrimiento (Yang y Xiao, 2016). Al investigar los efectos de diferentes recubrimientos de ECM para la formación de láminas celulares, el resultado mostró el mayor éxito para la laminina 521 (Jiang, 2016). Las células madre mesenquimales de la médula ósea (BMSC) cultivadas sobre películas de nanopuntos de TiO2 recubiertas de laminina 521 se adhirieron y extendieron rápidamente y formaron una célula intacta con buena viabilidad que mejoró la osteogénesis. En comparación con el raspado mecánico, este método inducido por la luz proporciona una estrategia más robusta para fabricar complejos hoja-implante de BMSC con mejor supervivencia y osteogénesis mejorada (Jiang, 2016).