JAK KULTIVOVAT KOSTNÍ BUŇKY NA BIOLAMININOVÝCH PODKLADECH

Vysoká exprese izoforem lamininu v mikroprostředí kosti

Kostní buňky, mezi něž patří osteocyty, osteoblasty, osteoklasty, osteogenní buňky (kmenové buňky) a buňky výstelky, se nacházejí v kostní dřeni. V mikroprostředí lidské kostní dřeně je exprimováno několik proteinů rodiny lamininu, kde laminin 411/421 a laminin 511/521 jsou nejhojnější izoformy, syntetizované stromálními buňkami lidské kostní dřeně. V mikroprostředí lidské kostní dřeně jsou exprimovány také izoformy lamininu 111, 331 a 332 (Siler, 2000). Laminin 332 je specificky exprimován kolem primárních osteoblastů a osteoblastům podobných buněk lokalizovaných na povrchu kosti (Uehara, 2017)

LN332 negativně reguluje osteoklastogenezi a podporuje osteogenní diferenciaci

Publikace německých vědců ukazuje, že laminin 332 podporuje uchycení a ve srovnání s plastem byla osteogenní diferenciace významně zvýšena lamininem 332 (Mittag, 2012). Kromě toho bylo prokázáno, že laminin 332 (výrazně inhibuje osteoklastogenezi vyvolanou RANKL (Uehara, 2017). Předpokládá se, že potlačení je zprostředkováno vazbou lamininu na integrinové receptory α3β1, α6β1 a α6β4 (Uehara, 2017; Hashimoto, 2006). Laminin 332 je exprimován primárními osteoblasty v kultuře a řetězec lamininu g2 je přechodně exprimován v chondrocytech během vývoje (Uehara, 2017; Hashimoto, 2006). Exprese lamininu 332 je negativně regulována osteoklastogenními faktory, což naznačuje, že LN332 je nový negativní regulátor, který může prostorově definovat osteoklastogenezi v kostní tkáni (Uehara, 2017). Bylo také prokázáno, že laminin 332 potlačuje chondrogenní diferenciaci BM-MSC, aniž by indukoval apoptózu nebo inhiboval růst buněk (Hashimoto, 2005; Hashimoto, 2006). Laminin 332 však neměl žádný vliv na osteogenní diferenciaci MSC (Hashimoto, 2006). Tyto výsledky naznačují, že laminin 332 může přispívat k vývoji kostní tkáně podporou proliferace a potlačením chondrogenní diferenciace MSC.

Nejlepší adheze, růst a proliferace BM-MSC na LN511 a LN521

Laminin 511 a 521 jsou nejhojnější izoformy v kostní dřeni a bylo prokázáno, že mezenchymální kmenové buňky odvozené z kostní dřeně (BM-MSC) kultivované in vitro syntetizují α5, α4, α3, α1 a β2 ve významném množství (Seeger, 2015; Siler, 2000; Hashimoto, 2006). Přirozeně bylo prokázáno, že laminin 511 a 521 má silné adhezivní interakce s lidskými CD34+ buněčnými liniemi (Siler, 2000). MSC se však na laminin 111, 211 a 221 nepřipojují dobře(Sun, 2017). Lamininy 511, 521 a 332 podporují nejsilnější růst a rychlost proliferace BM-MSC a ovlivňují mitogenní aktivitu a migraci těchto buněk prostřednictvím vazby na integrin α6β1 a α3β1 (Siler, 2000; Sun, 2017, Hashimoto, 2005; Hashimoto, 2006). V nedávné publikaci autorů Yang a Xiao je prezentován protokol kultivace MSC z kostní dřeně (BM-MSC) na lamininu 521 a lamininu 511. V této publikaci se autoři zaměřují na kultivaci MSC z kostní dřeně. Obě izoformy lamininu vykazují výrazně rychlejší a pevnější uchycení ve srovnání s nepotaženými jamkami a podporují výsev nižšího počtu buněk ve srovnání s nepotaženými destičkami (Yang a Xiao, 2016). Při zkoumání vlivu různých povlaků ECM na tvorbu buněčných plátů ukázal výsledek nejvyšší úspěšnost pro laminin 521 (Jiang, 2016). Mezenchymální kmenové buňky kostní dřeně (BMSC) kultivované na lamininem 521 potažených vrstvách z nanodrátků TiO2 se rychle připojily a rozšířily a vytvořily intaktní buňku s dobrou životaschopností zlepšující osteogenezi. Ve srovnání s mechanickým seškrabáváním poskytuje tato světlem indukovaná metoda robustnější strategii pro výrobu komplexů BMSC z listů a implantátů s lepším přežíváním a zvýšenou osteogenezí (Jiang, 2016).

.