Valutazione della biocompatibilità in vitro delle cellule staminali della polpa umana con innesti allogenici, alloplastici e xenogenici sotto l'influenza di vescicole extracellulari

Rapporti scientifici volume 13, numero articolo: 12475 (2023) Citare questo articolo

167 accessi

Dettagli sulle metriche

Le terapie che utilizzano cellule staminali della polpa dentale (DPSC) o vescicole extracellulari derivate da cellule staminali (EV) hanno mostrato applicazioni promettenti per l'ingegneria del tessuto osseo. Questo esperimento in vitro ha valutato la capacità osteogenica congiunta di DPSC ed EV su innesti ossei alloplastici (maxresorp), allogenici (maxgraft) e xenogenici (cerabone). Ipotizziamo che la differenziazione osteogenica e la proliferazione delle DPSC umane varino tra gli innesti ossei e siano favorevoli sotto l'influenza degli EV. I DPSC sono stati ottenuti da denti del giudizio umani e gli EV derivati ​​da DPSC sono stati isolati dal mezzo di coltura cellulare. I DPSC sono stati seminati su sostituti di innesti ossei alloplastici, allogenici e xenogenici per il controllo e gli stessi scaffold sono stati somministrati con EV in ulteriori gruppi. L'assorbimento cellulare degli EV nelle cellule DPSC è stato valutato mediante microscopia confocale a scansione laser. Per valutare l'attaccamento e la proliferazione cellulare sono state utilizzate la colorazione della vitalità cellulare e la colorazione dell'estere acetossimetilico della calceina. La morfologia cellulare è stata determinata utilizzando la microscopia elettronica a scansione e la differenziazione osteogenica è stata esplorata mediante fosfatasi alcalina e colorazione con rosso alizarina. Entro i limiti di uno studio in vitro senza patologie, i risultati suggeriscono che soprattutto l’uso di sostituti ossei xenogenici con DPSCS ed EV può rappresentare un approccio terapeutico promettente per i difetti ossei alveolari.

I difetti ossei della cresta alveolare si verificano solitamente a causa della perdita dei denti, di infiammazioni, traumi o patologie e pongono gravi problemi durante la riabilitazione dentale o implantare. Le procedure di aumento mirano quindi a generare un volume osseo sufficiente per il posizionamento dell'impianto1. Diversi materiali per innesto osseo possono essere utilizzati per l’aumento dei difetti ossei. A causa delle loro proprietà osteogenetiche, osteoinduttive e osteoconduttive, gli innesti ossei di origine autologa rappresentano il gold standard per la terapia dei difetti ossei nella mascella umana, sebbene siano associati a importanti inconvenienti come morbilità del lato donatore2, molteplici interventi chirurgici richiesti e aumento dei tempi di funzionamento3. Oltre all’osso autologo, è possibile utilizzare sostituti ossei allogenici, xenogenici e alloplastici (BGS) per l’aumento dei difetti ossei. I sostituti ossei offrono il vantaggio di eliminare la morbilità del prelievo, ma sono attualmente inferiori all'osso autologo in termini di osteogenesi, osteoinduzione e osteoconduzione. Sono state quindi condotte molte ricerche per migliorare le proprietà dei BGS.

Le cellule staminali mesenchimali multipotenti (MSC) sono cellule staminali adulte che possono essere isolate da un'ampia varietà di tessuti4,5,6,7. Nel 2000, le cellule staminali mesenchimali sono state isolate per la prima volta dal tessuto pulpare sano dei terzi molari estratti8. Oltre alla loro rapida proliferazione e capacità di formare colonie9, le MSC derivate dalle DPSC hanno indicato un forte potenziale di differenziazione per osteoblasti, adipociti, condrociti, odontoblasti e neuroni10. Rispetto alle MSC derivate dal midollo osseo, le DPSC hanno un tasso di proliferazione più elevato10, sono cellule clonogeniche e hanno un promettente potenziale rigenerativo per trattare gravi danni ai tessuti, tutto ciò rende le DPSC un tipo di cellula staminale frequentemente studiato tra le MSC nella ricerca. La capacità di differenziarsi in cellule che formano l'osso rende le DPSC un'opzione terapeutica promettente nella medicina rigenerativa della carenza ossea3,11.

Prove recenti suggeriscono che gli effetti rigenerativi benefici della terapia basata sulle cellule staminali sono molto probabilmente orchestrati dai loro processi paracrini9,12,13,14,15,16,17. Gli EV sono secreti dalle cellule in modo paracrino, sono circondati da una struttura a doppio strato lipidico e hanno un diametro di circa 150-180 nm. Contengono sostanze genetiche come microRNA (miRNA) e gli EV fanno parte della comunicazione cellula-cellula sotto forma di esosomi o microvescicole18,19,20,21. I microRNA sono componenti di RNA non codificanti che inibiscono la traduzione dell'mRNA. Pertanto, sono una componente elementare della proliferazione e della differenziazione cellulare22. La specificità target e i geni modulatori dei miRNA sono correlati all'osteogenesi e di conseguenza promuovono la differenziazione osteogenica delle MSC e quindi inducono la rigenerazione del tessuto osseo23.