CUM SĂ CULTURĂM CELULELE OSOASE PE SUBSTRATE DE BIOLAMINĂ

Expresia ridicată a izoformelor de laminină în micro-mediul osos

Celulele osoase, inclusiv osteocitele, osteoblastele, osteoclastele, celulele osteogene (celule stem) și celulele de căptușeală, se găsesc în măduva osoasă. Există mai multe proteine din familia lamininei exprimate în micro-mediul măduvei osoase umane, unde laminina 411/421 și laminina 511/521 sunt cele mai abundente izoforme, sintetizate de celulele stromale din măduva osoasă umană. Izoformele 111, 331 și 332 ale lamininei sunt, de asemenea, exprimate în micro-mediul măduvei osoase umane (Siler, 2000). Laminina 332 este exprimată în mod specific în jurul osteoblastelor primare și al celulelor asemănătoare osteoblastelor localizate pe suprafața osoasă (Uehara, 2017)

LN332 reglează negativ osteoclastogeneza și promovează diferențierea osteogenică

O publicație a cercetătorilor germani arată că laminina 332 promovează atașamentul și, în comparație cu plasticul, diferențierea osteogenică a fost semnificativ crescută de laminina 332 (Mittag, 2012). În plus, s-a demonstrat că laminina 332 (a inhibat în mod semnificativ osteoclastogeneza indusă de RANKL (Uehara, 2017). Se crede că suprimarea este mediată prin legarea lamininei la receptorii integrinici α3β1, α6β1 și α6β4 (Uehara, 2017; Hashimoto, 2006). Laminina 332 este exprimată de osteoblastele primare în cultură, iar lanțul lamininei g2 este exprimat tranzitoriu în condrocite în timpul dezvoltării (Uehara, 2017; Hashimoto, 2006). Expresia lamininei 332 este reglată negativ de factorii osteoclastogeni, sugerând că LN332 este un nou regulator negativ care poate defini osteoclastogeneza spațiotemporal în țesuturile osoase (Uehara, 2017). S-a demonstrat, de asemenea, că Laminin 332 suprimă diferențierea condrogenică a BM-MSC fără a induce apoptoza sau a inhiba creșterea celulară (Hashimoto, 2005; Hashimoto, 2006). Cu toate acestea, laminina 332 nu a avut niciun efect asupra diferențierii osteogenetice a MSCs (Hashimoto, 2006). Aceste rezultate sugerează că laminina 332 poate contribui la dezvoltarea țesuturilor osoase prin promovarea proliferării și prin suprimarea diferențierii condrogene a MSCs.

Cea mai bună aderență, creștere și proliferare a BM-MSC pe LN511 și LN521

Laminina 511 și 521 sunt cele mai abundente izoforme în măduva osoasă și s-a demonstrat că celulele stem mezenchimale derivate din măduva osoasă (BM-MSC) cultivate in vitro sintetizează α5, α4, α3, α1 și β2 în cantitate semnificativă (Seeger, 2015; Siler, 2000; Hashimoto, 2006). În mod natural, s-a demonstrat că laminina 511 și 521 au interacțiuni adezive puternice cu liniile de celule CD34+ umane (Siler, 2000). Cu toate acestea, MSCs nu se atașează bine la laminina 111, 211 și 221(Sun, 2017). Lamininele 511, 521 și 332 promovează cea mai puternică rată de creștere și proliferare a BM-MSC și afectează activitatea mitogenică și migrația acestor celule prin legarea la integrina α6β1 și α3β1 (Siler, 2000; Sun, 2017, Hashimoto, 2005; Hashimoto, 2006). Într-o publicație recentă a lui Yang și Xiao, autorii prezintă un protocol de cultivare a MSC din măduva osoasă (BM-MSCs) pe laminină 521 și laminină 511. Ambele izoforme de laminină prezintă o fixare semnificativ mai rapidă și mai puternică în comparație cu godeurile neacoperite și susțin însămânțarea unui număr mai mic de celule în comparație cu plăcile neacoperite (Yang și Xiao, 2016). Atunci când s-au investigat efectele diferitelor acoperiri ECM pentru formarea plăcilor de celule, rezultatul a arătat cel mai mare succes pentru laminina 521 (Jiang, 2016). Celulele stem mezenchimale din măduva osoasă (BMSC) cultivate pe pelicule de nanodoți de TiO2 acoperite cu laminină 521 s-au atașat și s-au răspândit rapid și au format o celulă intactă cu o viabilitate bună, îmbunătățind osteogeneza. În comparație cu răzuirea mecanică, această metodă indusă de lumină oferă o strategie mai robustă de fabricare a complexelor BMSC folie-implant cu o mai bună supraviețuire și osteogeneză îmbunătățită (Jiang, 2016).

.