Zeitschrift für Stammzellforschung und -therapie

Abstrakt

Wachstum und Differenzierung menschlicher Zahnmarkstammzellen in fötalem Rinderserum, menschlichem Serum und serumfreien/xenofreien Kulturmedien

Rashi Khanna-Jain, Sari Vanhatupa, Annukka Vuorinen, George KB Sandor, Riitta Suuronen, Bettina Mannerstrom und Susanna Miettinen

Einleitung: Zahnpulpastammzellen (DPSCs) sind eine zugängliche Zellquelle mit therapeutischer Anwendbarkeit bei der Regeneration von geschädigtem Gewebe. Aktuelle Techniken zur Expansion von DPSCs erfordern die Verwendung von fötalem Rinderserum (FBS). Reagenzien tierischen Ursprungs werfen jedoch Sicherheitsprobleme in der klinischen Therapie auf. Durch die Expansion von DPSCs in serumfreiem/xenofreiem Medium (SF/XF-M) oder in Medium mit menschlichem Serum (HS-M) können diese Probleme eliminiert werden. Daher war das Ziel unserer Studie, geeignete Zellkulturmedienalternativen für DPSCs zu identifizieren.

Methoden: Wir untersuchten die Isolierung, Proliferation, Morphologie, Zelloberflächenmarker (CD29, CD44, CD90,
CD105, CD31, CD45 und CD146), Expression von Stammzellenmarkern (Oct3/4, Sox2, Nanog und SSEA-4) und die in vitro-Multiliniendifferenzierung von DPSCs in HS-M oder SF/XF-M im Vergleich zu FBS-M.

Ergebnisse : DPSCs exprimierten unter allen untersuchten Bedingungen die Zelloberflächen- und Stammzellenmarker. Die Proliferationsanalyse von Zellen, die in verschiedenen HS-Konzentrationen kultiviert wurden, ergab, dass Zellen, die in 20 % HS-M isoliert und in 10 % oder 15 % HS-M passagiert wurden, das Zellwachstum unterstützten. Die direkte Isolierung von Zellen in SF/XF-M unterstützte die Zellproliferation nicht. Daher wurden in 20 % HS-M kultivierte Zellen für weitere SF/XF-M-Studien verwendet. Die Proliferation von DPSCs war in SF/XF-M jedoch signifikant geringer als in FBS-M und HS-M kultivierte Zellen. Darüber hinaus konnte die Proliferation von DPSCs in SF/XF-M durch Zugabe von 1 % HS zum Zellkulturmedium gesteigert werden. Es gab Unterschiede in der osteogenen, chondrogenen und adipogenen Differenzierungswirksamkeit zwischen Zellen, die in FBS-, HS- und SF/XF-Differenzierungsmedien kultiviert wurden. Im HS-Differenzierungsmedium wurde eine ausgeprägtere adipogene und osteogene Differenzierung beobachtet, in FBS-M-kultivierten Zellen wurde jedoch eine effektivere chondrogene Differenzierung festgestellt.

Schlussfolgerungen: Unsere Ergebnisse zeigen, dass HS eine geeignete Alternative zu FBS für die Expansion von DPSCs ist. Die Zusammensetzung von SF/XF-M muss hinsichtlich der Zellexpansionsfähigkeit und Differenzierungseffizienz weiter optimiert werden, um klinische Anwendbarkeit zu erreichen.