Ensamblaje de células madre con plantilla de nanoandamio inorgánico híbrido inyectable para la reparación del cartílago

Este estudio dirigido por el Prof. Qiuyu Zhang (Universidad Politécnica del Noroeste), el Prof. Ki-Bum Lee (Universidad de Rutgers) y el Prof.
Liang Kong (Escuela de Estomatología, La Cuarta Universidad Médica Militar). Establecieron un ensamblaje de células madre con plantilla de nanoandamio híbrido inorgánico inyectable (IHI) y lo aplicaron a la regeneración de defectos de cartílago de tamaño crítico. Las lesiones del cartílago suelen ser devastadoras y la mayoría de ellas no tienen cura debido a la capacidad de regeneración intrínsecamente baja de los tejidos del cartílago.
El auge de los sistemas de cultivo de células madre en 3D ha llevado a avances en la biología del desarrollo, el modelado de enfermedades y la medicina regenerativa. Por ejemplo, las células madre, una vez trasplantadas con éxito, inicialmente podrían secretar factores tróficos para reducir la inflamación en los sitios de lesiones del cartílago y luego diferenciarse en células de cartílago (por ejemplo,
, condrocitos) para la restauración funcional. Sin embargo, quedan barreras críticas por superar antes de que se pueda realizar el potencial terapéutico de las terapias con células madre. El control limitado sobre la diferenciación condrogénica de las células madre in vivo a menudo ha resultado en resultados regenerativos comprometidos.
Además, debido a la prevalencia del estrés oxidativo y la inflamación en el microambiente de los sitios lesionados, las células madre con frecuencia sufren apoptosis después de la inyección. Para hacer frente a estos desafíos, demostraron el desarrollo de un sistema de ensamblaje de células madre con plantilla de nanoandamios 3D IHI para el cultivo e implantación avanzados de células madre en 3D. 3D-IHI nanoscaffold ensambla rápidamente células madre en construcciones de tejido inyectable a través de interacciones 3D personalizadas célula-célula y célula-matriz, entrega de manera profunda y homogénea proteínas condrogénicas en los sistemas de cultivo 3D ensamblados e induce de forma controlada la condrogénesis a través de efectos nanotopográficos.
Una vez implantado in vivo en un modelo de lesión de cartílago de conejo, 3D-IHI nanoscaffold modula de manera efectiva el microentorno dinámico después de la lesión de cartílago a través de la integración de las señales regenerativas antes mencionadas y, al mismo tiempo, elimina las especies reactivas de oxígeno utilizando una composición a base de dióxido de manganeso. De esta forma, se logra una reparación acelerada de los defectos del cartílago con una rápida reconstrucción tisular y una recuperación funcional tanto a corto como a largo plazo. Dada la excelente versatilidad y el resultado terapéutico de la regeneración de cartílago basada en nanoestructuras 3D-IHI, puede proporcionar medios prometedores para avanzar en una variedad de aplicaciones de ingeniería de tejidos.
Los primeros autores son el Dr. Shenqiang Wang, el Dr. Letao Yang y el Prof. .
Bolei Cai..