Comportamiento in vitro de células stem mesénquimales de origen dental humano en matrices extracelulares tridimensionales de ácido poliláctico/poliglicólico con y sin hidroxiapatita

Abstract

En la ingeniería de tejidos óseos es fundamental estudiar el sinergismo entre las células stem mesenquimales y el biomaterial para poder tener un mayor control de las respuestas y función celular, por esto las respuestas celulares relacionadas con los procesos de proliferación, adhesión y diferenciación en matrices extracelulares tridimensionales deben ser estudiadas en diferentes biomateriales. OBJETIVO: El propósito de este estudio fue analizar el comportamiento in vitro de las células stem mesenquimales de pulpa dental humana (hDPSCs) cultivadas en matrices extracelulares tridimensionales de ácido poliláctico/poliglicólico (PLGA) con y sin hidroxiapatita (HA). MÉTODO: Estudio experimental in vitro. Se cultivaron hDPSCs en dos tipos de matrices (PLGA/HA y PLGA) con medio de diferenciación osteogénica STEMPRO® y se evaluó la proliferación, adhesión y diferenciación celular a linaje osteoblástico en tres tiempo diferentes; 7, 15 y 30 días. Cada experimento se realizó por triplicado. El análisis de los datos obtenidos se realizó con el modelo estadístico Split Plot en bloque y Manova para datos semiparamétricos. Posteriormente, se realizó un estudio piloto en modelo animal lagomorfo para evaluar la regeneración ósea a nivel clínico e histológico RESULTADOS: La proliferación y diferenciación a linaje osteoblástico de las hDPSCs se incrementó en la matriz de PLGA/HA a los 7, 15 y 30 días, no se observaron diferencias estadísticamente significativas en la adhesión entre los dos tipos de matrices. Se observó un menor tiempo en la regeneración de lesiones óseas de tamaño crítico in vivo con las hDPSCs en la matrices de PLGA/HA. CONCLUSIÓN: El comportamiento in vitro de las hDPSCs en los dos tipos de constructos fue significativamente diferente, probablemente los constructos de PLGA/HA proporcionan mejores señales físicas y químicas, lo que podría explicar una mejor proliferación y diferenciación celular a linaje osteoblástico.

Abstract. Objectives: Bone tissue engineering (BTE) is essential in studying the interaction between mesenchymal stem cells and biomaterial for ensuring greater control over cell proliferation, adhesion and differentiation-related responses and functions, given that cells respond heterogeneously to the surface of different biomaterials.This study was aimed at analysing the in vitro behavior of human dental pulp stem cells (hDPSC) cultured on 3D extracellular polylactic/polyglycolic acid (PLGA) scaffolds with and without hydroxyapatite (HA). Methods: This was an experimental in vitro study. hDPSC were cultured on two types of scaffold (PLGA/HA and PLGA), using a StemPro osteogenesis differentiation kit, and cell proliferation, adhesion and differentiation regarding osteoblast lineage was evaluated at 3 different times; 7, 15 and 30 days; each experiment was done in triplicate. A split plot statistical model was used for analysing block data and multivariate analysis of variance (Manova) for semiparametric data. A pilot study was then made using an animal (lagomorph) model for histological and radiological evaluation of bone regeneration. Results: hDPSC osteoblast lineage proliferation and differentiation increased on the PLGA/HA scaffold on days 7, 15 and 30. No statistically significant differences between the types of scaffold were observed regarding adhesion. Shorter critical bone regeneration time was observed i n vivo with hDPSC on the PLGA/HA scaffold. Conclusions: Both types of hDPSC constructs’ in vitro patterns were significantly different; the PLGA/HA constructs probably provided better physical and chemical signals, thereby explaining better cell proliferation and differentiation regarding the osteoblast lineage.