Síntese de Hidrogéis de Matriz Extracelular de Cartilagem Descelularizada
Summary
Este trabalho apresenta um novo método para a síntese de hidrogéis de matriz extracelular de cartilagem decelularizada (DC-ECM). Os hidrogéis DC-ECM têm excelente biocompatibilidade e fornecem um microambiente superior para o crescimento celular. Portanto, podem ser arcabouços celulares ideais e sistemas de liberação biológica.
Abstract
Os hidrogéis de matriz extracelular de cartilagem decelularizada (DC-ECM) são biomateriais promissores para a engenharia de tecidos e medicina regenerativa devido à sua biocompatibilidade e capacidade de mimetizar propriedades teciduais naturais. Este protocolo visa produzir hidrogéis DC-ECM que mimetizem intimamente a MEC nativa do tecido cartilaginoso. O protocolo envolve uma combinação de ruptura física e química e digestão enzimática para remover o material celular, preservando a estrutura e a composição da MEC. O DC-ECM é reticulado usando um agente químico para formar um hidrogel estável e biologicamente ativo. O hidrogel DC-ECM tem excelente atividade biológica, estrutura espacial e função de indução biológica, além de baixa imunogenicidade. Essas características são benéficas para promover a adesão, proliferação, diferenciação e migração celular e para criar um microambiente superior para o crescimento celular. Este protocolo fornece um recurso valioso para pesquisadores e clínicos na área de engenharia de tecidos. Os hidrogéis biomiméticos podem potencialmente melhorar o desenvolvimento de estratégias eficazes de engenharia tecidual para o reparo e regeneração da cartilagem.
Introduction
A engenharia de tecidos cartilaginosos é um campo em rápido desenvolvimento que busca regenerar tecido cartilaginoso danificado ou doente1. Um dos principais desafios nesse campo é o desenvolvimento de arcabouços biomiméticos que possam suportar o crescimento e a diferenciação dos condrócitos, células responsáveis pela produção decartilagem2. A MEC do tecido cartilaginoso desempenha um papel crítico na regulação do comportamento dos condrócitos. DC-ECM é um arcabouço eficaz para aplicações de engenharia de tecidos3.
Várias técnicas foram desenvolvidas para produzir DC-ECM a partir de tecido cartilaginoso, incluindo métodos químicos, enzimáticos e físicos. No entanto, esses métodos frequentemente resultam na geração de hidrogéis de MEC insuficientemente biomiméticos, o que limita seu potencial para uso em aplicações de engenharia de tecidos 4,5. Assim, há necessidade de um método mais eficaz para a produção de hidrogéis DC-ECM.
O desenvolvimento desta técnica é importante porque pode avançar no campo da engenharia de tecidos, fornecendo uma nova abordagem para a criação de arcabouços biomiméticos que podem apoiar a regeneração e reparação tecidual. Além disso, essa técnica poderia ser facilmente adaptada para produzir hidrogéis de MEC a partir de outros tecidos, ampliando assim suas potenciais aplicações.
No corpo mais amplo da literatura, tem havido um interesse crescente no uso de DC-ECM como arcabouço para aplicações de engenharia de tecidos6. Numerosos estudos têm demonstrado a eficácia dos hidrogéis DC-ECM em promover o crescimento e diferenciação celular em vários tecidos, incluindo a cartilagem 7,8. Portanto, o desenvolvimento de um protocolo para a produção de hidrogéis DC-ECM que mimetizem intimamente a MEC natural do tecido cartilaginoso é uma contribuição significativa para o campo.
O protocolo apresentado neste trabalho aborda essa necessidade, fornecendo um novo método para a produção de hidrogéis DC-ECM que mimetizam intimamente a MEC natural do tecido cartilaginoso. O protocolo envolve a descelularização do tecido cartilaginoso, o isolamento da MEC resultante e a criação de um hidrogel por meio da reticulação da MEC com um polímero biocompatível. O hidrogel resultante tem mostrado resultados promissores no suporte ao crescimento e diferenciação de condrócitos.
Protocol
Representative Results
Discussion
Este protocolo fornece uma abordagem sistemática para a preparação de hidrogéis de matriz extracelular de cartilagem decelularizada que mimetizam intimamente a MEC nativa do tecido cartilaginoso. O protocolo envolve uma combinação de ruptura física, química e enzimática para remover material celular, preservando a estrutura e a composição da MEC. As etapas críticas do protocolo incluem ajustar o tempo e os métodos de decelularização e garantir a descelularização completa.
Comp…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Este trabalho foi patrocinado pelo Plano de Medicina e Tecnologia de Saúde da Província de Zhejiang (2019KY050), pelo Plano de Ciência e Tecnologia da Medicina Tradicional Chinesa da Província de Zhejiang (2019ZA026), pelo Plano Chave de Pesquisa e Desenvolvimento na Província de Zhejiang (Grant No.2020C03043), pelo Plano de Ciência e Tecnologia da Medicina Tradicional Chinesa da Província de Zhejiang (2021ZQ021) e pela Fundação Provincial de Ciências Naturais de Zhejiang da 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 |
References
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