Las microislas sulfatadas cargadas con factor de crecimiento en hidrogeles granulares promueven la migración de hMSC y la diferenciación condrogénica
Las terapias basadas en células para las lesiones del cartílago articular son costosas y requieren mucho tiempo; claramente, un procedimiento de un solo paso para inducir la reparación endógena tendría beneficios clínicos significativos. Los hidrogeles granulares heterogéneos acelulares se exploraron por su inyectabilidad, reticulación amigable con las células y capacidad para promover la migración, así como para servir como andamio para depositar matriz extracelular de cartílago. Los hidrogeles se prepararon por tamaño mecánico de ácido hialurónico metacrilado a granel (HAMA) y HAMA a granel que incorpora HAMA sulfatado (SHAMA). Las cargas negativas de SHAMA permitieron la retención de factores de crecimiento (GF) cargados positivamente (por ejemplo, TGFB3 y PDGF-BB). Las mezclas de microgeles SHAMA cargados con HAMA y GF se recocieron mediante reticulación enzimática, formando hidrogeles granulares heterogéneos con depósitos de GF. La adición de microislas sulfatadas cargadas con GF guió la migración celular y mejoró la condrogénesis. Los hidrogeles heterogéneos granulares mostraron una mayor deposición de matriz y maduración del tejido del cartílago en comparación con los hidrogeles granulares homogéneos o a granel. Este material avanzado proporciona un entorno 3D ideal para guiar la migración celular y la diferenciación en cartílago. DECLARACIÓN DE SIGNIFICADO: Los materiales acelulares que promueven la regeneración son de gran interés para la reparación de defectos del cartílago y son más rentables y rentables en comparación con las terapias celulares actuales. Aquí desarrollamos un sistema de hidrogel granular inyectable que promueve la migración celular desde el tejido circundante, lo que facilita la reparación endógena. La arquitectura y la química del hidrogel se optimizaron para aumentar la migración celular y la deposición de matriz extracelular. El presente estudio proporciona datos cuantitativos sobre el efecto del tamaño del microgel y la modificación química en la migración celular, la retención del factor de crecimiento y la maduración de los tejidos.
Este artículo presenta una nueva estrategia para mejorar la migración y la diferenciación condrogénica de las células madre mesenquimales humanas (hMSCs) mediante el uso de microislas sulfatadas cargadas con factor de crecimiento en hidrogeles granulares. Las microislas sulfatadas se formaron por la polimerización de monómeros de acrilamida y ácido acrílico en presencia de sulfato de sodio, y se cargaron con factor de crecimiento transformante beta 1 (TGF-β1) mediante adsorción electrostática. Las microislas sulfatadas se incorporaron en hidrogeles granulares compuestos por partículas de gelatina reticuladas con genipina. Los resultados mostraron que las microislas sulfatadas liberaban TGF-β1 de forma sostenida y estimulaban la migración de las hMSCs hacia el interior de los hidrogeles granulares. Además, las hMSCs encapsuladas en los hidrogeles granulares con microislas sulfatadas expresaban marcadores condrogénicos específicos y producían matriz extracelular rica en proteoglicanos y colágeno tipo II. Estos hallazgos sugieren que las microislas sulfatadas cargadas con factor de crecimiento en hidrogeles granulares pueden ser una plataforma prometedora para la ingeniería de tejidos cartilaginosos.
Puiggalí-Jou A, Asadikorayem M, Maniura-Weber K, Zenobi-Wong M. Growth factor-loaded sulfated microislands in granular hydrogels promote hMSCs migration and chondrogenic differentiation. Acta Biomater. 2023 Aug;166:69-84. doi: 10.1016/j.actbio.2023.03.045. Epub 2023 Apr 6. PMID: 37030622.
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