Smooth muscle cell differentiation from rabbit amniotic cells

Abstract

Doğumsal kusurlar olarak da bilinen doğumsal anomaliler, intrauterin yaşam sırasında ortaya çıkan yapısal ve/veya fonksiyonel anomalilerdir. Organ nakli ve cerrahi rekonstrüksiyon gibi tedavi stratejileri hala kullanılmasına rağmen bağışıklık reddi gibi dezavantajları bulunmaktadır. Öte yandan, doku mühendisliği çalışmaları ile umut verici sonuçlar elde edilmiştir. Özellikle düz kas doku bozuklukları gibi yapısal bozukluklar için doku mühendisliği alternatif bir tedavi yöntemi olabilir. Amniyotik sıvı hamilelik esnasında fetüsü mekanik darbelerden koruyan ve hareketine olanak sağlayan sıvı tabakasıdır. 2014'te araştırmacılar, toplam amniyotik sıvı hücrelerinin yüzde 1'inin mezenkimal kök hücre yüzey markörleri içerdiğini göstermiştirler. Bu çalışmanın ana önceliği, amniyotik sıvı kök hücrelerinin düz kası kusurlarında doku mühendisliği için alternatif bir kaynak olabileceğini göstermek ve yeni tedavi stratejisi tanımlamaktır. Bu amaca ulaşmak için, tavşan amniotik sıvısı ile ön çalışmalar yapılmıştır. Amniyotik sıvı kök hücreleri (CD90 + CD44 + CD29 +) toplam amniyon sıvı hücrelerinden akış sitometresi ile ayrılmıştır. Ayırmadan sonra, tavşan amniotik sıvı mezenkimal kök hücrelerinden düz kas hücresi farklılaştırmasına farklılaşma ajanları (trombosit türevli büyüme faktörü-BB, PDGF-BB ve çok işlevli bir sitokin TGF-beta1) kullanarak başlanmıştır. Farklılaştırma çalışmaları devam ederken daha sonra uygulanacak karakterizasyon çalışmaları için deney ve kontrol gruplarından 7., 14. ve 21. günlerde örnek toplanmıştır. Farklılaştırılan hücrelerin morfolojik, moleküler (Gerçek zamanlı PCR ve immünositokimya) ve fonksiyonel (kasılma ve Flou-4 kalsiyum sinyal analizi) özellikleri incelenmiştir. Son olarak, seçilen uygun polimer ile iyi tasarlanmış PLGA scaffold'u elde edilmiş, amniyon hücrelerinin bağlanma kapasitesi test edilmiştir. Elde edilen veriler tavşan amniyotik sıvısından tam fonksiyonel düz kas hücrelerinin farklılaştırılabildiğini ve PLGA scaffoldunun amniotik sıvı mezenkimal kök hücreler için uygun olduğunu göstermektedir.

Congenital anomalies (CA), also known as birth defects are structural and/or functional anomalies that occur during intrauterine life. Treatment strategies like organ transplantation and surgical reconstructions are still being used despite their disadvantages like immune rejection. On the other side tissue engineering studies have promising results. Especially in cases of smooth muscle tissue defects, which are commonly diagnosed prenatal malformation tissue engineering could be alternative treatment strategy. Amniotic fluid is a liquid layer that provides mechanical support and movement of the fetus during embryogenesis. In 2014, researchers show that about 1 per cent of the total amniotic fluid cells contains mesenchymal stem cell surface markers. The main priority of this study is to detect whether amniotic fluid stem cells could be the new source for tissue regeneration in smooth muscle defects and if it is, define new treatment strategy. To achieve this goal, preliminary studies were performed with rabbit amniotic fluid. Amniotic fluid stem cells (CD90+ CD44+ CD29+) were separated from the total amnion fluid cells with flow cytometer. After separation, rabbit amniotic fluid mesenchymal stem cells were differentiated to smooth muscle cells with using differentiation agents (platelet-derived growth factor-BB, PDGF-BB and a multifunctional cytokine TGF-beta1). With parallel to ongoing differentiation study samples were collected for characterization from both experimental and control group in 7th, 14th and 21th days of differentiation. For characterization, morphologic, molecular (Real-time PCR and immunocytochemistry) and functional (contractile assay and Flou-4 calcium signaling assay) properties of induced cells were evaluated. Finally with selected suitable polymer, well-designed PLGA scaffold was fabricated and cell attachment capacity on the scaffold was tested. Obtained data indicate that, fully functional smooth muscle cells could be generated from rabbit amniotic fluid, PLGA polymer is suitable scaffold material for amniotic fluid mesenchymal stem cells and SM cells generated from RAFMS cells can be useful for congenital anomaly treatment.