Kondrogenesis Sel Induk Perolehan Tisu Adipos Manusia Secara Kultur Bersama Dengan Kondrosit Nasal Manusia Dalam Hidrogel Alginat

Abstract

Rawan artikular merupakan tisu yang mempunyai keupayaan pemulihan yang terhad disebabkan sifatnya yang kekurangan bekalan saluran darah. Rawatan bagi pemulihan semula rawan masih sangat mencabar walaupun penyelidikan yang giat telah dijalankan sejak dekad yang lalu. Rawatan berasaskan sel merupakan pendekatan yang paling berpotensi dalam pemulihan kecederaaan pada rawan secara klinikal. Walau bagaimanapun, sumber sel, teknik pengkulturan sel dan pembezaan kondrogenesis masih merupakan cabaran dalam bidang rawatan tisu berasaskan sel. Kajian lepas membuktikan pengkulturan bersama dalam konstruk alginat memainkan peranan yang amat penting dalam pemulihan rawan yang berkesan. Sifat multipoten sel stem yang dipencilkan daripada tisu adipos manusia (ADSCs) mempunyai potensi dalam pemulihan rawan. Dengan itu, interaksi antara ADSCs dengan kondrosit nasal manusia (NCs) dicadangkan dapat mendorong proses kondrogenesis dalam persekitaran kultur tiga dimensi hidrogel alginat. Antara faktor yang dikaji adalah peranan ketumpatan sel (1, 3, atau 5 juta sel/ml), nisbah ADSCs kepada NCs (1:1, 2:1 dan 1:2) dan kepekatan hidrogel alginat (1.0%, 1.2% dan 1.5%) dalam keupayaan kondrogenesis. Setiap kumpulan sel tersebut dibenamkan ke dalam hidrogel alginat dan dikulturkan dalam media pertumbuhan tanpa serum selama tujuh hari. Selepas itu, viabiliti sel, kadar proliferasi sel, pewarnaan imunohistokimia bagi kolagen jenis II (COL II), jumlah penghasilan glikosaminoglikan (GAG) dan ekspresi gen dinilai. Bagi faktor ketumpatan sel, kumpulan 3 juta sel/ml telah mencapai kadar proliferasi dan viabiliti sel yang paling tinggi secara signifikan berbanding kumpulan yang lain. Hasil kajian ini mendapati peningkatan yang signifikan pada jumlah GAG dan ekspresi gen COL II serta ACP dalam kumpulan 3 juta sel/ml. Pewarnaan COL II juga menyokong hasil kajian tersebut. Keputusan ini menunjukkan ketumpatan sel sebanyak 3 juta sel/ml adalah optimum bagi meningkatkan fenotip rawan dan pembezaan kondrogenik. Bagi faktor nisbah sel pula, kumpulan nisbah ADSCs yang lebih tinggi mendorong kadar proliferasi sel dan viabiliti sel yang lebih baik. Kumpulan nisbah 2:1 telah menggalakkan penghasilan COL II yang padat dari segi histologi serta peningkatan yang signifikan dalam GAG dan ekspresi penanda kondrogenik yang penting; iaitu COL II, ACP dan SOX-9. Hasil ini mencadangkan bahawa pengkulturan bersama dengan nisbah 2:1 mendorong kondrogenesis yang lebih baik berbanding dengan kumpulan nisbah lain. Bagi kepekatan alginat pula, kumpulan 1.2% adalah lebih berkesan dalam pembezaan kondrogenik berbanding dengan kumpulan lain. Berpandu kepada morfologi sel, pembezaan kondrogenik dapat diperhatikan pada tahap awal dengan wujudnya pembentukan kelompok sel. Sintesis matriks ekstrasel yang spesifik dalam rawan telah dibuktikan dengan pewarnaan positif COL II dan kepekatan GAG yang tinggi. Sel-sel yang dikulturkan bersama dalam 1.2% alginat telah menunjukkan peningkatan dalam ekspresi COL II, ACP dan SOX-9. Keadaan ini membuktikan fenotip rawan spesifik telah digalakkan melalui penahanan ekpresi penanda sel stem, iaitu SOX-2 dan OCT-4. Hasil kajian ini membuktikan faktor kepekatan alginat turut mempengaruhi proses kondrogenesis. Secara ringkasnya, prestasi biologi yang menggalakkan telah diperhatikan dalam pembezaan kondrogenik melalui pengawalan ketumpatan sel, nisbah sel dan kepekatan alginat dalam sistem pengkulturan bersama ADSC dengan kondrosit nasal. Tinjauan yang baru dalam interaksi sel ini telah menunjukkan keberkesanan rawatan regeneratif rawan dalam bidang kejuruteraan tisu.