Effect of P85, F68 and F127 pluronic block copolymers on osteogenic, chondrogenic and adipogenic differentiation of human tooth germ stem cells (HTGSCs)

Abstract

Parkinson, alzaymır, diyabet, omurilik yaralanmaları ve kanser gibi hastalıklarınterapötik uygulamalarında kök hücrelerin kullanılmasının yenileyici tıp için umut verici biryaklaşım olduğu gösterilmiştir. Mezenkimal kök hücre özelliklerine sahip olan insan dişgerm kök hücreleri üstün çoğalma ve farklılaşma kapasiteleriyle önemli bir yetişkin kökhücre tipi olarak kanıtlanmıştır. Biyomalzemeler doku mühendisliğinin vazgeçilmezaraçlarıdır ve içlerinden pluronicler son yıllarda büyük ilgi görmüştür. Hidrofilikpolietilenoksit ve hidrofobik polipropilenoksit zincirlerinden oluşan poloxomer olarak dabilinen pluronic polimerleri ilaç ve büyüme faktörleri gibi terapötik ajanların taşınmasındakullanılan en ilgi çekici polimerlerdendir. Bu çalışma kapsamında P85, F68 ve F127pluronic polimerinin insan yirmi yaş dişlerinden elde edilen mezenkimal kök hücrelerinkemik, kıkırdak ve yağ hücrelerine farklılaşması üzerine olan etkileri test edilmiştir. Eldeedilen sonuçlar çalışmada kullanılan hiçbir pluronic polimerin hücreler için toksikolmadığını gösterdi. Diğer taraftan farklılaşma sürecinde F68 mezenkimal hücrelerinkemik, kıkırdak ve yağ hücre tiplerine farklılaşma yeteneklerini önemli ölçüde artırırkenP85 toksik etki göstermiştir. Çalışmada F127'nin mezenkimal kök hücre farklılaşmasınıönemli ölçüde değiştirmediği bulundu. Sonuçlar ilk kez F68'in mezenkimal kök hücrelerinkemik kıkırdak ve yağ farklılaşması için önemli bir potansiyele sahip olduğunugöstermiştir, bu da yenileyici tıp için yeni doku mühendisliği stratejileri geliştirilmesineolanak sağlayacaktır.

The use of stem cells for therapeutic applications of disorders such as Parkinson,Alzheimer, diabetes, spinal injuries and cancer have been shown to be a promisingapproach for the regenerative medicine. Human tooth germ stem cells which havemesenchymal stem cell characteristics have been proven to be a significant adult stem celltype with high proliferation and differentiation capacity. Biomaterials are indispensibletools in tissue engineering and among them, pluronics have gained a great interest in recentyears. Pluronics, also known as ?poloxamers?, which consist of hydrophilic poly (ethyleneoxide) and hydrophobic poly (propylene oxide) chains, are one of the most attractivepolymers used as vehicles for therapeutic agents such as drugs and growth factors. In thisstudy, we tested the effects of three pluronics P85, F68 and F127 on osteogenic,chondrogenic and adipogenic differentiation of the mesenchymal stem cells (MSCs) fromhuman impacted 3rd molar tooth germs (HTGs). The results showed that none of thepluronics used in this study were toxic for the cells. On the other hand, duringdifferentiation while F68 increased differentiation efficiency of MSCs into osteogenic,chondrogenic and adipogenic cell types remarkably, P85 exerted cytotoxic effect. It wasfound that F127 has not significantly altered the differentiation of MSCs. These datasuggest for the first time that F68 has great potential to increase osteogenic, chondrogenicand adipogenic differentiation of MSCs, which might be used for the development of newtissue engineering strategies in the regenerative medicine.