Las células madre mesenquimales humanas (hMSC) resultaron de los siguientes pasos:cada tipo de nanopartículas de oro se agregó a las hMSC, y las células tratadas se cultivaron durante 3 semanas. Las células recibieron tinción con fosfatasa alcalina (ALP) o tinción con rojo de alizarina (ARS) de los depósitos de fosfato de calcio, ambos son indicadores de diferenciación osteogénica. También se llevaron a cabo experimentos de control con nanopartículas de oro sin modificar y hMSC sin tratar para comparar. En las imágenes superiores, Las células positivas para ALP se tiñeron de púrpura mientras que los aglomerados de nanopartículas de oro se detectaron como puntos azules. En las imágenes inferiores, Las manchas rojas en forma de telaraña representan depósitos de fosfato de calcio, mientras que los puntos violetas azulados indican aglomerados de nanopartículas de oro. Todas las barras de escala son de 500 μm. Crédito:MANA, NIMS
Unidad de Materiales de Regeneración de Tejidos en MANA, NIMS desarrolló con éxito nanopartículas de oro que tienen superficies funcionales y actúan sobre la diferenciación osteogénica de las células madre.
Unidad de materiales de regeneración de tejidos (Guoping Chen, Director de Unidad) en el Centro Internacional de Nanoarquitectónica de Materiales (MANA) (Masakazu Aono, Director general, MANA), Instituto Nacional de Ciencia de Materiales (NIMS (Sukekatsu Ushioda, President)) desarrolló con éxito nanopartículas de oro que tienen superficies funcionales y actúan sobre la diferenciación osteogénica de las células madre. El resultado de esta investigación se publicó en la versión en línea de la revista. Biomateriales el 6 de abril de 2015.
En medicina regenerativa, la tecnología para controlar las funciones de las células madre, como la diferenciación y la proliferación, es indispensable. Se ha informado que las partículas de oro de tamaño nanométrico promueven la diferenciación de las células madre mesenquimales humanas en osteoblastos. También, otros estudios sugirieron que varios grupos funcionales como amino, Los grupos carboxilo e hidroxilo promueven o inhiben la diferenciación de células madre. Según estos informes, asumimos que las nanopartículas de oro con superficie modificada con grupos funcionales es un candidato prometedor para controlar las funciones de las células madre. Sin embargo, Se desconocían los efectos específicos de tales partículas en la diferenciación de las células madre mesenquimales humanas.
Sintetizamos nanopartículas de oro con superficie modificada con uno de los siguientes grupos funcionales:un grupo amino cargado positivamente (-NH2), un grupo carboxilo cargado negativamente (-COOH) o un grupo hidroxilo neutro (-OH), e identificaron cómo afectan la diferenciación osteogénica de las células madre mesenquimales que se derivan de la médula ósea humana. Entre estos tres tipos de nanopartículas, aquellos con los grupos carboxilo fueron absorbidos por las células y exhibieron un fuerte efecto inhibidor de la diferenciación ósea en comparación con los otros tipos de nanopartículas. Es más, investigamos el efecto de las nanopartículas de oro con grupos carboxilo en el perfil de expresión génica de las células madre mesenquimales de la médula ósea humana. Los resultados indicaron que las nanopartículas inhibieron varias expresiones génicas relacionadas con la diferenciación osteogénica. Por lo tanto, la influencia de las nanopartículas de oro en la promoción o inhibición de la diferenciación osteogénica varió según los tipos de grupos funcionales.
En vista de la medicina regenerativa, Es esencial desarrollar tecnología que permita controlar las funciones de las células madre, así como las células madre seguras y de alta calidad. En el presente estudio, intentamos controlar las funciones de las células madre mediante la manipulación de materiales, y nuestros hallazgos contribuirán a la creación de nuevos nanomateriales que faciliten el avance de la manipulación de células madre. Tenemos la intención de aprovechar estos resultados en nuestros esfuerzos futuros en el desarrollo de la medicina regenerativa.
