Effect of F68, F127 and P85 pluronic block copolymers on odontogenic differentiation of human tooth germ stem cells (hTGSCs)

Abstract

Mezenkimal kök hücreler embriyonik olmayan ve uygun şartlar altıda diş, kemik, yağ, kıkırdak ve kas gibi birçok dokuya farklılaşabilen hücrelerdir. Mezenkimal kök hücrelerin farklılaşabilme yetenekleri doku mühendisleri tarafından kemik, diş, kıkırdak gibi dokuları oluşturmada kullanılabilir. 3. Molar diş germünden elde edilen kök hücreler pluripotent olması ve doku mühendisliğinde kullanılabilirliği gösterilmiştir. Son yıllarda doku mühendisliğinde kullanılan biyolojik materyallerden olan pluronikler büyük ilgi çekmiştir. Poloksomer olarak ta bilinen pluronikler hidrofilik (etilen oksit) ve hidrofobik (propilen oksit) gruplarından oluşmaktadır. Bu polimerler ilaçların, kimyasalların ve büyüme faktörü gibi terapotik ajanların taşınmasında kullanılması ilgi çekici faktörlerden biridir. Bu çalışmada üç pluroniğin F68, F127 ve P85'in insane 3. Molar diş hücresinden elde edilmiş mezenkimal kök hücrelerin diş hücresine farklılaşmada ki etkisini ölçtük. Sonuçlar gösteriyor ki P85'in yüksek konsantrasyonları hariç tüm pluronikler hiç bir toksisite göstermiyor. F68 mezenkimal kök hücrelerinin hücre canlılığını ve farklılaşma kapasitesini arttırıyor. Farklılaşma sırasında uzun süre P85'e maruz kalan kök hücre canlılığı azalma gösteriyor. F127'in ne hücre canlılığına ne de farklılaşma sürecine hiç bir etkisi olmadığı görülmüştür. Bu verilerden yola çıkarak ilk defa pluronik F68'in diş hücresine farklılaşmasında olumlu olarak etkili olduğu gösterilmiştir, bu da doku mühendisliğinde yeni stratejilerin geliştirilmesine yol açabilir.

Mesenchymal Stem Cells are non-embryonic adult stem cells, they can differentiate into a variety of tissues, including bone, tooth, cartilage, tendon, muscle and adipose in an optimum conditions. This potential of MSCs can be used in tissue engineering applications such as bone, tooth, skin and cartilage tissue repair. Stem cells isolated from 3rd molar tooth germs as hTGSCs, were recently shown to be pluripotent and these stem cells can be used in tissue engineering as well. Biomaterials are indispensible tools in tissue engineering and among them, pluronics have gained great interest in recent years. Pluronics, also known as ?poloxamers? which consist of hydrophilic poly (ethylene oxide) and hydrophobic poly (propylene oxide) chains are one of the most attractive polymers used as vehicles for therapeutic agents such as drugs, chemicals and growth factors. In this study, we tested the effects of three pluronics F68, F127 and P85 on odontogenic differentiation of mesenchymal stem cells (MSCs) from human tooth germ stem cells (hTGSCs) taken from the 3rd molar tooth. The results showed that none of the pluronics used in this study were toxic for the cells except fornthe P85 at high concentration. Long term treatment of P85 can cause toxicity. F68 remarkably increased the cell viability and the differentiation efficiency of MSCs into odontogenic cell types. P85 showed toxic effect for cells during the differentiation process. It was found that F127 has not significantly altered the cell viability and differentiation of MSCs. These data suggest, for the first time, that F68 has a great potential to increase odontogenic differentiation of MSCs which might lead to the development of new tissue engineering strategies for regenerative medicine.