Pembentukan kornea gantian menggunakan sel stem mesenkima dari sum-sum tulang melalui teknologi kejuruteraan tisu

Abstract

Lapisan epitelium kornea dikekalkan oleh sel stem limbal. Kehilangan sel stem limbal boleh menyebabkan kebutaan di mana epitelium limbal gagal berfungsi secara normal dan digantikan dengan epitelium konjunktiva dan salur darah. Sum-sum tulang telah dikenalpasti sebagai sumber sel progenitor untuk sel epitelium dan endotelium. Objektif kajian ini adalah untuk membentuk kornea gantian menggunakan sel stem mesenkima sum-sum tulang manusia (BMSCs) melalui teknologi kejuruteraan tisu seterusnya merawat kecacatan kornea pada model tikus atimik. Bagi pembentukan kornea gantian, BMSCs pada subkultur pertama telah dituai dan disemai di atas membran amniotik (AM) di dalam sistem kultur bersama "transwell" dengan kehadiran sel fibroblas (NIH3T3) yang tidak aktif sebagai sel bawahan. Pengaruhan dengan menggunakan alkali telah dilakukan ke atas tikus atimik untuk mengurangkan populasi sel stem limbal. Kornea gantian kemudiannya diimplan pada mata tikus atimik yang cedera selama 8 minggu. Ini diikuti dengan analisis lampu slit dan analisis Optical Coherence Tomography (OCT) secara bersiri. Analisis kuantitatif ekspresi gen menunjukkan peningkatan gen ẞ-integrin (2.75×10 4.85×102; p<0.05), C/EBP8 (2.63×1036.77x10; p<0.05), ABCG2 (2.32×105 ± 4.74×10; p>0.05) dan p63 (9.57×103.53×107; p<0.05) dalam BMSCs yang diaruh jika dibandingkan dengan BMSCs yang tidak diaruh. Manakala tiada pengekspresan gen CK3 berlaku pada kedua-dua kumpulan. Analisis immunositokimia menunjukkan adanya pewarnaan positif untuk CK3 (54.07 1.33; p<0.05) dan p63 (70.10 1.84; p<0.05) dalam BMSCs yang diaruh tetapi sebaliknya tiada pengekspresan pada BMSCs yang tidak diaruh. Kumpulan rawatan yang menggunakan kornea gantian menunjukkan bahawa penilaian lampu slit menunjukkan penjanaan semula kornea yang baik dari sudut kejelasan kornea dan pengurangan pembentukan baru salur darah jika dibandingkan dengan kumpulan kawalan yang lain. Kumpulan rawatan dengan sel mencapai tahap ketebalan kornea paling tinggi jika dibandingkan dengan kumpulan lain seperti yang ditunjukkan oleh analisis histologi dan OCT (BMSCs: 276.50 ± 4.77; AM: 129.11 ± 5.04; Kawalan: 244.50 5.63). Rawatan dengan BMSCs yang diaruh telah mencapai 4 hingga 5 lapisan epitelium yang teratur dan lapisan stromal yang padat menyerupai kornea normal. Analisis immunohistokimia menunjukkan kumpulan rawatan BMSCs dengan kombinasi AM dan kumpulan rawatan dengan AM sahaja menunjukkan pengekspresan protein CK3 dan p63 semasa proses regenerasi kornea yang baru. Sebaliknya, di dalam kumpulan kawalan, tiada pengekspresan protein yang ditunjukkan. Kesimpulannya, kajian ini menunjukkan bahawa sel BMSCs yang telah diaruh dan disemai ke atas AM boleh digunakan sebagai kornea gantian untuk merawat masalah kekurangan sel stem limbal akibat kecederaan alkali.