بررسی میزان بیان ژنهای مربوط به استخوان‌سازی و رگ زایی در سلول‌های بنیادی پالپ منتقل شده بر اسکفلدهای قابل تزریق حساس به دما بر مبنای N- ایزوپروپیل آکریلامید حاوی BMP2 و VEGF

Abstract

مقدمه: استفاده از مهندسی بافت نوید بازسازی بافتهای از دست رفته را با استفاده از محصولات سلولی وژن درمانی میدهد. اخیرا داربست‌های مشابه با ساختار زیستی سه بعدی مختلف بر اساس هیدروژل‌ها برای مهندسی بافت ساخته شده‌اند. بنابراین، هدف اصلی این مطالعه، بررسی میزان بیان ژنهای مربوط به استخوان‌سازی و رگ زایی در سلول‌های بنیادی پالپ دندان (hPDSC) منتقل شده بر داربستهای قابل تزریق حساس به دمای حاوی BMP2 و VEGF ‌بود. مواد و روش ها: در این مطالعه، از کوپلیمر هیبریدی پلی کاپرولاکتون/هیدروکسی اتیل متاکریلات/N-ایزوپروپیل اکریلامید (PCL-P (HEMA-NIPAAM)) برای بازسازی بافت استخوانی استفاده گردید. ویژگی داربست به دست آمده با سنجش FTIR، HNMR و SEM مشخص شدند. همچنین، تستهای بارگیری و رهش فاکتورهای رشد، MTT برای بررسی های زیستی و رنگ آمیزی آلیزارین قرمز براي استخواني شدن پلیمر حاوی فاکتورهای رشد انجام گرفت. در نهایت، میزان بیان فاکتور رشد VEGF در سلول بعد از مواجهه با پلیمربا روشqRT-PCR اندازه گیری و در ادامه با روش وسترن بلات پروتئين توليد شده مورد بررسي قرار گرفت. نتایج: يک کوپلیمر هیبریدی جدید PCL-P(HEMA-NIPAAm از طریق پلیمریزاسیون حلقه‌گشا (ROP) ‌کاپرولاکتون (PCL) در حضور هيدروكسي اتيل متاكريلات ( HEMA) و پلیمریزاسیون رادیکالی مونومر NIPAAm ، زیست‌سازگار و آب‌دوست و حساس به دما سنتز شد. داربست‌های تهیه‌شده از این کوپلیمر، ویژگی‌های مطلوبی مانند ظرفیت بارگذاری بالای فاکتورهای رشد (85٪ برای VEGF و 80٪ برای BMP-2) و رهایش در 37 درجه را نشان دادند. فاکتورهای رشد به‌صورت فیزیکی در شبکه‌ی هیدروژلی کوپلیمر به دام افتاده و به صورت کنترل‌شده و در دماي 37 درجه سانتيگراد آزاد می‌شوند. نتایج حاصل از این مطالعه نشان می‌دهد که این سامانه توان بالقوه‌ای برای القای مراحل مختلف استخوان‌سازی دارد؛ از جمله جذب سلول‌های بنیادی مزانشیمی (MSCs) و تمایز آن‌ها به سلول‌های استخوان‌ساز (استئوبلاست‌ها). آزمایش سمیت سلولی (MTT assay) نشان داد که این کوپلیمر هیچ‌گونه سمیت قابل توجهی برای رده سلولی سلول‌های بنیادی پالپ دندان انسانی (hDPSCs) ندارد. همچنین، در این تحقیق افزایش بیان ژن VEGF در سلول‌های بنیادی پالپ دندان کشت‌شده درون داربست‌های تزریقی و حساس به دمای حاوی VEGF به‌وضوح مشاهده و نتيجه آن با آزمايش وسترن بلات مورد تاييد قرار گرفت .با توجه به محدوديت تهيه فاكتور رشد BMP2 امكان اندازه گیری بيان ژن مربوط فراهم نگرديد. نتیجه‌گیری: داربست مبتنی بر کوپلیمر PCL-P(HEMA-NIPAAm) با ویژگی حساسیت به دما، می‌تواند به عنوان حامل مؤثر فاکتورهای رشد برای کاربرد در مهندسی بافت استخوان و پزشکی ترمیمی استفاده شود. این سامانه زیست‌سازگار گزینه‌ای امیدبخش به‌عنوان ماتریسی برای کاشت و تمایز سلول‌های بنیادی پالپ دندان (hDPSCs) در محیط‌های بازسازی بافتی به شمار می‌آید.