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Artigo de método

Cultura Celular Tridimensional de Células-Tronco Derivadas do Tecido Adiposo em Hidrogel com Aumento da Fotobiomodulação

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DOI:

10.3791/66616

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5 de abril de 2024

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Neste artigo

Resumo

Aqui, apresentamos um protocolo demonstrando o uso de hidrogel como uma estrutura de cultura de células tridimensional (3D) para cultura de células-tronco derivadas do tecido adiposo (ADSC) e introduzindo fotobiomodulação (PBM) para aumentar a proliferação de ADSCs dentro do ambiente de cultura 3D.

Resumo

Células-tronco derivadas do tecido adiposo (ADSCs), possuindo características mesenquimais multipotentes semelhantes às células-tronco, são frequentemente empregadas na medicina regenerativa devido à sua capacidade de diferenciação celular diversificada e sua capacidade de aumentar a migração, proliferação e mitigar a inflamação. No entanto, as ADSCs frequentemente enfrentam desafios na sobrevida e enxertia dentro de feridas, principalmente devido a condições inflamatórias desfavoráveis. Para resolver essa questão, hidrogéis foram desenvolvidos para sustentar a viabilidade de ADSC em feridas e agilizar o processo de cicatrização de feridas. Aqui, nosso objetivo foi avaliar o impacto sinérgico da fotobiomodulação (PBM) na proliferação e citotoxicidade de ADSC dentro de uma estrutura de cultura celular 3D. ADSCs imortalizadas foram semeadas em hidrogéis de 10 μL a uma densidade de 2,5 x 103 células e submetidas à irradiação usando diodos de 525 nm e 825 nm nas fluências de 5 J/cm2 e 10 J/cm2. Alterações morfológicas, citotoxicidade e proliferação foram avaliadas 24 h e 10 dias após a exposição ao PBM. As ADSCs exibiram uma morfologia arredondada e foram dispersas por todo o gel como células individuais ou agregados esferoides. É importante ressaltar que tanto o PBM quanto a estrutura de cultura 3D não apresentaram efeitos citotóxicos sobre as células, enquanto o PBM aumentou significativamente as taxas de proliferação de ADSCs. Em conclusão, este estudo demonstra o uso de hidrogel como um ambiente 3D adequado para cultura de ADSC e introduz o PBM como uma estratégia de aumento significativo, particularmente abordando as taxas de proliferação lentas associadas à cultura de células 3D.

Introdução

As ADSCs são células progenitoras mesenquimais multipotentes com capacidade de se auto-renovar e diferenciar-se em várias linhagens celulares. Essas células podem ser retiradas da fração vascular estromal (FVS) do tecido adiposo durante um procedimento delipoaspiração1. As ADSCs têm emergido como um tipo ideal de células-tronco para uso em medicina regenerativa, pois são abundantes, minimamente invasivas para a colheita, de fácil acesso e bemcaracterizadas2. A terapia com células-tronco oferece um caminho possível para a cicatrização de feridas, estimulando a migração celular, a proliferação, a neovascularização e reduzi....

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Protocolo

NOTA: Consulte a Tabela de Materiais para obter detalhes relacionados a todos os materiais, reagentes e software usados neste protocolo. O protocolo foi resumido graficamente na Figura 1.

1. Cultura celular bidimensional (2D)

NOTA: Os ADSCs imortalizados (1 x106 células) são armazenados a -195,8 °C em azoto líquido num frasco para injetáveis de criopreservação contendo 1 ml de meio de congelação celular.

  1. Preparação do meio de recuperação celular 2D e do frasco de cultura 2D
    1. Transferir 39 mL do meio basal para um tubo centr....

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Resultados

Para avaliar a morfologia e inspecionar visualmente a densidade celular dos hidrogéis, foi utilizada microscopia inversa (Figura 2). As ADSCs mantiveram uma morfologia arredondada 24 h após a semeadura e exposição ao PBM. As células foram espalhadas por todo o gel como células únicas ou em cachos semelhantes a uvas. A morfologia manteve-se inalterada após 10 dias em cultura 3D. Nenhuma diferença definitiva na morfologia foi observada entre os grupos experimentais e controles ou entre os dife.......

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Discussão

As ADSCs são um tipo celular ideal para uso em medicina regenerativa, pois estimulam vários processos para auxiliar na cicatrização de feridas 3,4. No entanto, há vários desafios que precisam ser contornados, por exemplo, baixas taxas de sobrevida e enxertia ineficaz das células em um local delesão9. As células imortalizadas foram utilizadas como linhagem celular comercialmente disponível, pois podem ser passadas por mais gerações em relaç.......

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Divulgações

Os autores declaram não haver interesses concorrentes.

Agradecimentos

Esta pesquisa foi financiada pela Fundação Nacional de Pesquisa da África do Sul Thuthuka Instrument, bolsa número TTK2205035996; o Departamento de Ciência e Inovação (DSI) financiou o Centro Africano de Laser (ALC), número de concessão HLHA23X tarefa ALC-R007; Conselho Universitário de Pesquisa, processo nº 2022URC00513; a Iniciativa de Cátedras de Pesquisa da África do Sul do Departamento de Ciência e Tecnologia (DST-NRF/SARChI), número de concessão 98337. Os órgãos financiadores não tiveram qualquer papel na concepção do estudo, coleta, análise, interpretação dos dados ou redação do manuscrito. Os autores agradecem à Universidade de Joanesburgo (UJ) e ao Centro de ....

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Materiais

Lista de materiais utilizados neste artigo
NomeEmpresaNúmero de catálogoComentários
Laser de diodo de 525 nmCentro Nacional de Laser da África do SulEN 60825-1:2007
Laser de diodo de 825 nmCentro Nacional de Laser da África do SulSN 101080908ADR-1800
96 Placas de tira de poçoSigma-AldrichBR782301
Anfotericina BAntibiótico Sigma-AldrichA2942(0,5%; 0,5 mL)
CellTiter-Glo 3D Cell Viabilidade EnsaioPromegaG9681Reagente ATP, Kit de ensaio de proliferação
Corning 2 mL Frasco criogênico de polipropileno com rosca externaCorning430659criovial
CryoSOfreeSigma-AldrichC9249Meios de congelamento de células
CytoTox96 Ensaio de citotoxicidade não radioativaPromegaG1780Reagente de citotoxicidade
Dulbecco' s Modified Eagle MediaSigma-AldrichD5796Basal medium (39 mL/44 mL)
Medidor de potência a laserFieldMate Coerente1098297
de poliestireno transparente Corning 96 poços de fundo planoSigma-AldrichCLS3370
Soro bovino fetalBiochromS0615Enriquecimento do meio de cultura (5 mL; 10% / 10 mL; 20%)
Solução salina balanceada Hanks (HBSS)Sigma-AldrichH9394Solução de enxágue
Heracell 150i Incubadora de CO2Thermo Scientific51026280
Heraeus Labofuge 400Thermo Scientific75008371Girador de placas para placas de 96 poços
Centrífuga Heraeus Megafuge 16RThermoFisher75004270
ADSCs imortalizadosATCCASC52Telo hTERT, ATCC SCRC-4000Passagem 37
Invitrogen Countess 3InvitrogenAMQAX2000Contador de células automatizado para banho-maria Trypan Blue
Julabo TW20Sigma-AldrichZ615501Banho-maria usado para aquecer mídia a 37 &graus; C
Olympus CellSens EntryOlympusVersão 3.2 (23706) Software de imagem: aquisição de imagem digital
luz invertidaOlympus CKX41OlympusSN9B02019
Câmera Olympus SC30CâmeraOlympus SN57000530acoplada ao microscópio de luz invertida
Microplacas de poliestireno sólido Corning 96 de paredes opacasSigma-AldrichCLS3912Opaco bem usado para luminescência ATP
Penicilina-EstreptomicinaAntibiótico Sigma-AldrichP4333 (0,5%; 0,5 mL)
SigmaPlot 12.0Systat Software Incorporado
TrueGel3D – True3Sigma-AldrichTRUE3-1KT10 µ L
TrueGel3D Solução de Recuperação de Células EnzimáticasSigma-AldrichTRUEENZ01:20
Trypan Blue StainThermo Fisher - InvitrogenT10282Solução de 0,4%
TrypLE Select Enzyme (1x)Gibco12563029Solução de desprendimento de células
Victor Nivo Leitor de placasPerkin ElmerHH3522019094Leitor de placas espectrofotométricas
placa Microscópio de

Referências

  1. Zuk, P. A., et al. Multilineage cells from human adipose tissue: Implications for cell-based therapies. Tissue Eng. 7 (2), 211-228 (2001).
  2. Yuan, X., et al. Strategies for improving adipose-derived stem cells for tissue regeneration. ....

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Reimpressões e permissões

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