Μελέτη του δυναμικού χονδρογενετικής διαφοροποίησης σε μεσεγχυματικά βλαστοκύτταρα παρουσία τεχνητών ικριωμάτων εξωκυττάριου χώρου
Loading...
Date
2024-10-09
Authors
Μπαρμπούτση, Μαρία
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Abstract
Η οστεοαρθρίτιδα αποτελεί μια εκφυλιστική νόσο των αρθρώσεων, η οποία χαρακτηρίζεται από σταδιακή αποικοδόμηση του χόνδρου και αλλοίωση της δομής του εξωκυττάριου χώρου (ECM), οδηγώντας στην εμφάνιση πόνου, δυσκαμψίας και περιορισμού της λειτουργικότητας των αρθρώσεων. Οι ελάχιστοι αποτελεσματικοί τρόποι αντιμετώπισης της ασθένειας σε συνδυασμό με την καλύτερη κατανόηση της νόσου αυτής έχει στρέψει το ενδιαφέρον της επιστημονικής κοινότητας σε πρωτοποριακές θεραπευτικές προσεγγίσεις. Οι θεραπείες αυτές βασίζονται στην αναγέννηση του χόνδρου μέσω της χρήσης τεχνητών βιομιμητικών ικριωμάτων, τα οποία προσομοιάζουν τον ECM και προάγουν τη διαφοροποίηση μεσεγχυματικών βλαστοκυττάρων (MSCs) προς χονδροκύτταρα. Ιδιαίτερο επιστημονικό ενδιαφέρον παρουσιάζουν τα ικριώματα που συντίθενται από φυσικά πολυμερικά υλικά, όπως το κολλαγόνο τύπου ΙΙ, η ελαστίνη και το μετάξι. Μια κατηγορία MSCs που χρησιμοποιούνται σε αυτές τις μεθόδους προέρχονται από την ουσία Wharton’s Jelly του ανθρώπινου ομφάλιου λώρου, λόγω της αφθονίας και της εύκολης απομόνωσής τους.
Στην παρούσα διπλωματική εργασία μελετήθηκε η ικανότητα τεχνητών βιομιμητικών ικριωμάτων να επάγουν τη διαφοροποίηση μεσεγχυματικών βλαστικών κυττάρων από ομφάλιο λώρο ανθρώπου (Wharton’s jelly MSCs) προς χονδροκύτταρα. Τα ικριώματα που χρησιμοποιήθηκαν βασίζονται στη σύνθεση ενός elastin-silk-mussel-like (ELP) πολυπεπτιδίου, το οποίο τροποποιήθηκε με ορισμένες αλληλουχίες που ευνοούν την διαδικασία της διαφοροποίησης των MSCs και στην συνέχεια συνδέεται σταυρωτά (crosslinking) για την ανάπτυξη του ικριώματος. Συγκεκριμένα, στο συντιθέμενο πολυπεπτίδιο προστέθηκε είτε το πεπτίδιο του αυξητικού παράγοντα μετασχηματισμού β1 (TGF-β1), είτε μοτίβα αργινίνης-γλυκίνης-ασπαρτικού οξέος (RGD). Επιπρόσθετα, τα δύο παραπάνω ικριώματα συνδυάζονται και με κολλαγόνο τύπου II ώστε να αξιολογηθεί πλήρως ο ρόλος τους. Προκειμένου να αξιολογηθούν τα υπό μελέτη ικριώματα ως προς την ικανότητα τους να επάγουν τη χονδρογένεση εξετάστηκε η έκφραση γονιδίων που συμμετέχουν στην αναδιαμόρφωση του ECM και αποτελούν χαρακτηριστικά μόρια των χονδροκυττάρων. Ειδικότερα μελετήθηκαν σε γονιδιακό επίπεδο οι κυριότεροι βιοδείκτες του ECM του χόνδρου (αγγρικάνη, κολλαγόνο τύπου ΙΙ), οι μεταγραφικοί παράγοντες διαφοροποίησης (SOX9, RUNX2), οι δείκτες υπερτροφίας του χόνδρου (ALP, OSC, MMP-13, κολλαγόνου τύπου Χ), οι σημαντικότερες MMPs του χόνδρου (MMP-2, MMP-9, MMP-1, MT1-MMP) και οι ιστικοί αναστολείς τους (TIMP-1, TIMP-2), οι συνδεκάνες (SDC1, SDC2, SDC4), σημαντικές πρωτεογλυκάνες (DCN, VCN), η HAS2 και ο IGFR. Παράλληλα, εξετάστηκε η ενεργοποίηση των σηματοδοτικών μονοπατιών ERK1/2, PI3K/Akt και p38/MAPK, μέσω ανίχνευσης της φωσφορυλίωσης των ERK1/2, Akt και p38 αντίστοιχα.
Σύμφωνα με τα αποτελέσματα της παρούσας μελέτης, τα υπό μελέτη τεχνητά βιομιμητικά ικριώματα του ELP που έχει τροποποιηθεί με το πεπτίδιο TGF-β1 και με αλληλουχίες RGD επάγουν τη διαφοροποίηση των MSCs προς χονδροκύτταρα, καθιστώντας τα μια πολλά υποσχόμενη θεραπευτική προσέγγιση για την αντιμετώπιση της οστεοαρθρίτιδας.
Description
Keywords
Εξωκυττάριος χώρος, Οστεοαρθρίτιδα, Μεσεγχυματικά βλαστοκύτταρα, Ικριώματα, Χονδρογένεση