Plasma kaya trombosit mendorong osteogenesis sel induk mesenkim adiposa

Dalam beberapa tahun terakhir, teknik rekayasa jaringan tulang yang melibatkan ilmu hayati dan teknik telah menjadi bidang penelitian yang penting dalam bidang perbaikan dan rekonstruksi tulang. Para peneliti biasanya menggunakan sel punca mesenkim autologus terisolasi yang diperluas secara in vitro dan dikultur untuk induksi osteogenik, lalu digabungkan dengan bahan perancah untuk membuat tulang hasil rekayasa jaringan untuk implantasi secara in vivo. Namun, kunci dari pendekatan ini adalah untuk mendapatkan sel benih osteogenik dalam jumlah yang cukup melalui kultur sel. Selain itu, ekspansi jangka panjang sel benih in vitro dan pemeliharaan karakteristik fenotip sel selama kultur induksi merupakan tantangan yang masih harus dipecahkan. Dalam beberapa tahun terakhir, sel multipotensial yang berasal dari jaringan adiposa yang disedot telah digunakan dengan sukses besar sebagai sel benih dalam aplikasi rekayasa jaringan. Saat ini, jaringan adiposa merupakan reservoir terbesar dalam tubuh manusia, jaringan yang paling mudah diperoleh dan diambil untuk aplikasi, dan sangat menjanjikan untuk aplikasi klinis. Namun, induksi diferensiasi osteogenik yang ditargetkan melalui jalur modifikasi genetik memiliki banyak masalah seperti keamanan aplikasi vektor virus dan regulasi spasial dan temporal ekspresi gen, sedangkan induksi diferensiasi osteogenik melalui bahan kimia osteogenik memiliki waktu induksi dan kultur yang lama, risiko kontaminasi sel dan transformasi fenotipe sel, yang semuanya membatasi kemungkinan aplikasi klinisnya. Hasil penelitian menunjukkan bahwa aktivitas ALP memuncak pada 14 hari setelah induksi pada kelompok PRP, sedangkan puncaknya pada 18 hari setelah induksi pada kelompok kontrol, dan puncak sebelumnya secara signifikan lebih tinggi daripada puncak yang terakhir. Ada juga perbedaan yang signifikan dalam aktivitas ALP antara kedua kelompok pada setiap titik waktu yang sesuai, yaitu yang pertama secara signifikan lebih tinggi daripada yang terakhir. Secara umum diterima bahwa ALP adalah penanda awal diferensiasi osteoblas dan memainkan peran kunci dalam kalsifikasi in vitro, mulai diekspresikan dalam sel prekursor osteogenik, meningkat lebih lanjut pada osteoblas transisi dan sekresi, tetapi menurun pada osteoblas dewasa, yang tingkatnya berkorelasi dengan tingkat diferensiasi sel. Oleh karena itu, tingkat aktivitas ALP merupakan indikator yang lebih obyektif dari tren transformasi sel menjadi osteoblas. Analisis kami menunjukkan bahwa peningkatan aktivitas ALP ADSCS oleh PRP mungkin disebabkan oleh fakta bahwa deksametason dalam media induksi osteogenik meningkatkan kandungan alkali fosfatase sel, sedangkan sitokin mirip TGFβ yang dilepaskan oleh PRP merangsang proliferasi dan diferensiasi sel mesenkim dan meningkatkan proliferasi osteoblas. Peningkatan proliferasi sel disertai dengan peningkatan protein pengikat membran ALP. Dalam pengujian selanjutnya terhadap nodul mineralisasi sel, kami menemukan bahwa kompleks sel/pembawa yang dikultur secara in vitro selama 14 hari menunjukkan pewarnaan hitam berlapis-lapis pada lapisan pori kedua pembawa dengan pewarnaan Von Kossa, yang menunjukkan adanya deposisi garam kalsium dalam jumlah besar, yang lebih tinggi pada kelompok PRP dibandingkan kelompok kontrol. Mekanisme utamanya adalah ALP mampu menghidrolisis organofosfatase, meningkatkan konsentrasi PO+4 lokal dan mengganggu penghambat kalsifikasi, sehingga memulai kalsifikasi. Pada 14 hari induksi, aktivitas ALP secara signifikan lebih tinggi pada kelompok PRP daripada kelompok kontrol, yang tercermin dalam tingkat pengendapan garam kalsium yang jauh lebih tinggi. Sebagai kesimpulan, hasil penelitian eksperimental ini menunjukkan bahwa PRP dapat secara efektif mendorong transformasi fenotipik osteoblas yang cepat pada sel secara in vitro, secara signifikan meningkatkan aktivitas ALP seluler dan meningkatkan kemampuan sel untuk memineralisasi matriks ekstraseluler. Berdasarkan hal ini, metode kultur sel in vitro yang lebih baik ini memiliki implikasi klinis karena mengurangi waktu yang dihabiskan dalam kultur in vitro, mengurangi potensi kontaminasi dari manipulasi in vitro dan juga mengurangi risiko transformasi fenotipik sel setelah kultur yang berkepanjangan. Uji transplantasi in vivo lebih lanjut akan membutuhkan optimalisasi desain vektor dan penyesuaian rasio sel/vektor untuk mencapai hasil osteogenik in vivo yang lebih baik.