Síntesis de hidrogeles de matriz extracelular de cartílago descelularizado
Summary
En este trabajo se presenta un nuevo método para la síntesis de hidrogeles de matriz extracelular de cartílago descelularizado (DC-ECM). Los hidrogeles DC-ECM tienen una excelente biocompatibilidad y proporcionan un microambiente superior para el crecimiento celular. Por lo tanto, pueden ser andamios celulares ideales y sistemas de administración biológica.
Abstract
Los hidrogeles de matriz extracelular de cartílago descelularizado (DC-ECM) son biomateriales prometedores para la ingeniería de tejidos y la medicina regenerativa debido a su biocompatibilidad y capacidad para imitar las propiedades naturales de los tejidos. Este protocolo tiene como objetivo producir hidrogeles DC-ECM que imiten de cerca la ECM nativa del tejido cartilaginoso. El protocolo implica una combinación de disrupción física y química y digestión enzimática para eliminar el material celular mientras se preserva la estructura y composición de la MEC. El DC-ECM se reticula utilizando un agente químico para formar un hidrogel estable y biológicamente activo. El hidrogel DC-ECM tiene una excelente actividad biológica, estructura espacial y función de inducción biológica, así como baja inmunogenicidad. Estas características son beneficiosas para promover la adhesión, proliferación, diferenciación y migración celular y para crear un microambiente superior para el crecimiento celular. Este protocolo proporciona un recurso valioso para investigadores y clínicos en el campo de la ingeniería de tejidos. Los hidrogeles biomiméticos pueden mejorar potencialmente el desarrollo de estrategias efectivas de ingeniería de tejidos para la reparación y regeneración del cartílago.
Introduction
La ingeniería de tejidos cartilaginosos es un campo en rápido desarrollo que busca regenerar el tejido cartilaginoso dañado o enfermo1. Un desafío clave en este campo es el desarrollo de andamios biomiméticos que puedan apoyar el crecimiento y la diferenciación de los condrocitos, las células responsables de la producción de cartílago2. La MEC del tejido cartilaginoso desempeña un papel fundamental en la regulación del comportamiento de los condrocitos. DC-ECM es un andamio eficaz para aplicaciones de ingeniería de tejidos3.
Se han desarrollado varias técnicas para producir DC-ECM a partir de tejido cartilaginoso, incluidos métodos químicos, enzimáticos y físicos. Sin embargo, estos métodos a menudo resultan en la generación de hidrogeles ECM que no son lo suficientemente biomiméticos, lo que limita su potencial para su uso en aplicaciones de ingeniería de tejidos 4,5. Por lo tanto, existe la necesidad de un método más eficaz para producir hidrogeles DC-ECM.
El desarrollo de esta técnica es importante porque puede avanzar en el campo de la ingeniería de tejidos al proporcionar un nuevo enfoque para crear andamios biomiméticos que puedan apoyar la regeneración y reparación de tejidos. Además, esta técnica podría adaptarse fácilmente para producir hidrogeles de MEC a partir de otros tejidos, ampliando así sus posibles aplicaciones.
En la bibliografía más amplia, ha habido un creciente interés en el uso de DC-ECM como andamio para aplicaciones de ingeniería de tejidos6. Numerosos estudios han demostrado la eficacia de los hidrogeles DC-ECM para promover el crecimiento celular y la diferenciación en diversos tejidos, incluido el cartílago 7,8. Por lo tanto, el desarrollo de un protocolo para producir hidrogeles DC-ECM que imitan de cerca la ECM natural del tejido cartilaginoso es una contribución significativa al campo.
El protocolo presentado en este artículo aborda esta necesidad al proporcionar un método novedoso para producir hidrogeles DC-ECM que imitan de cerca la ECM natural del tejido cartilaginoso. El protocolo consiste en descelularizar el tejido cartilaginoso, aislar la MEC resultante y crear un hidrogel mediante la reticulación de la MEC con un polímero biocompatible. El hidrogel resultante ha mostrado resultados prometedores en el apoyo al crecimiento y la diferenciación de los condrocitos.
Protocol
Representative Results
Discussion
Este protocolo proporciona un enfoque sistemático para la preparación de hidrogeles de matriz extracelular de cartílago descelularizado que imitan de cerca la MEC nativa del tejido cartilaginoso. El protocolo implica una combinación de disrupción física, química y enzimática para eliminar el material celular mientras se preserva la estructura y composición de la MEC. Los pasos críticos del protocolo incluyen ajustar el tiempo y los métodos de descelularización y garantizar una descelularización completa.
…Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Este trabajo fue patrocinado por el Plan de Medicina y Tecnología Sanitaria de la Provincia de Zhejiang (2019KY050), el Plan de Ciencia y Tecnología de Medicina Tradicional China de la Provincia de Zhejiang (2019ZA026), el Plan Clave de Investigación y Desarrollo en la Provincia de Zhejiang (Subvención No.2020C03043), el Plan de Ciencia y Tecnología de Medicina Tradicional China de la Provincia de Zhejiang (2021ZQ021) y la Fundación Provincial de Ciencias Naturales de Zhejiang de China (LQ22H060007).
Materials
| 1 M Tris-HCl, pH7.6 | Beyotime | ST776-100 mL | |
| 1 M Tris-HCl, pH8.0 | Beyotime | ST780-500 mL | |
| -80 °C Freezer | Eppendorf | F440340034 | |
| Deoxyribonuclease | Aladdin | D128600-80KU | |
| DNEasy Blood &Tissue Kit | Qiagen | No. 69506 | |
| GAG colorimetric quantitative detection kit | Shanghai Haling | HL19236.2 | |
| HCP-2 dryer | Hitachi | N/A | |
| Nanodrop8000 | Thermo Fisher | N/A | Spectrophotometer |
| PBS (10x) | Gibco | 70011044 | |
| Ribonuclease | Aladdin | R341325-100 mg | |
| Sigma500 | ZIESS | N/A | Scanning electron microscope |
| Spectra S | Thermo Fisher | N/A | Transmission electron microscope |
| Stainless steel sieve | SHXB-Z-1 | Shanghai Xinbu | |
| Triton X-100 | Beyotime | P0096-500 mL | |
| Trypsin | Gibco | 15050065 | |
| Ultraviolet lamp | Omnicure 2000 | N/A | |
| Vitamin B2 | Gibco | R4500-5G | |
| Vortex mixer | Shanghai Qiasen | 78HW-1 |
Riferimenti
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