Čes. stomatol. Prakt. zub. lék. (Czech Dental Journal) 2016; 116(1): 3-11 | DOI: 10.51479/cspzl.2016.001

In vitro kultivace kmenových buněk zubní pulpy dočasných zubů v nízkoprocentním xenogenním médiu

T. Suchánková Kleplová1,2,*, K. Z. Browne2, T. Soukup2, J. Suchánek1,2
1 Ústav histologie a embryologie LF UK, Hradec Králové
2 Stomatologická klinika LF UK a FN, Hradec Králové

Úvod a cíl: Na základě odklonu lidské regenerativní medicíny od xenogenních materiálů jsme zkoumali, zda je možné efektivně expandovat kmenové buňky zubní pulpy dočasných zubů (SHED) v médiu, které obsahuje minimální množství fetálního telecího séra; čímž je snížena pravděpodobnost přenosu zoonóz a vzniku prionové infekce. Již v roce 2011 jsme dokázali, že takový protokol je použitelný pro kmenové buňky stálých zubů (DPSCs). Naše hypotéza, že SHED by měly na stejné médium reagovat podobně, vychází z faktu, že ač se od sebe tyto dvě populace buněk odlišují expresí povrchových znaků, sdílejí místo vzniku a mají podobné niche.

Metoda: Tři odlišné linie SHED, izolované pomocí enzymatické disociace, jsme kultivovali v médiu obsahujícím 2 % fetálního telecího séra (FCS) až do překročení Hayflickova limitu, čímž jsme prokázali jejich kmenovost. Následná fenotypová analýza kultivovaných SHED ukázala vysokou pozitivitu znaků mezenchymálních kmenových buněk, a tedy hodnoty charakteristické pro SHED. Poté, co jsme ověřili, že testovaná metoda izolace ani médium zásadně neovlivnilo fenotyp naší buněčné populace, jsme tyto buňky úspěšně diferencovali v následující unipotentní buněčné typy: osteoblasty, adipocyty, chondrocyty, neurální, endoteliální buňky a buňky kosterní svaloviny.

Výsledky: Naše data prokazují, že v porovnání s SHED kultivovanými v médiích s ≥ 10 % fetálního telecího séra si i SHED izolované a kultivované za výše uvedených podmínek udržují vysoký proliferační potenciál. Exprimují stabilní, ač o něco slabší pozitivitu povrchových znaků (v řádu 20 %) a diferencují ve všechny doposud s nimi asociované buněčné typy.

Závěr: Z našich výsledků vyplývá, že SHED jsou slibnou a výjimečně dosažitelnou buněčnou populací, a to především pro neuroregenerativní medicínu.

Klíčová slova: kmenové buňky zubní pulpy dočasných zubů; SHED; xenogenní sérum; fetální telecí sérum; 2% FCS; enzymatické natrávení; diferenciační potenciál

In Vitro Cultivation of Dental Pulp Stem Cells from Human Exfoliated Deciduous Teeth in Low-Xenogeneic-Serum Containing Media

Introduction and aims: Recently, the human regenerative medicine has been departing from the use of xenogeneic materials for the possibility of zoonosis transfer and development of prion infection. We have focused our research on cultivation of Dental Pulp Stem Cells from Human Exfoliated Deciduous Teeth (SHED) in a medium with lowered concentration of Fetal Calf Serum (FCS), which decreases the chances of the above mentioned negative impacts on the cultivated cell population. In 2011, Karbanova et al. have shown that the Dental Pulp Stem Cells (DPSCs) from Impacted Third Molars can be viably cultured in a xenogeneic medium containing as little as 2% FCS. Our hypothesis, that SHED should react similarly to isolation and cultivation methods as DPSCs, follows from their similarities in the place of origin and their niches.

Method: We have tested this hypothesis on three lineages of SHED from varying donours. The SHED were isolated from the exfoliated deciduous teeth dental pulp using enzymatic dissociation and seeded onto cultivation dishes containing the test medium of 2% of FCS. The cells were then continuously expanded over the Hayflick Limit, the proof of "stemness". Following the proliferation potential test, we have examined the phenotype of the cultured undifferentiated cells which expressed high positivity of the Mesenchymal Stem Cell (MSC) surface markers, which agrees with the characteristic SHED phenotype. After we have audited the impact of the isolation and cultivation methods, we have proceeded to test their differentiation potential by seeding the cultured SHED into various differentiation media. The SHED have successfully differentiated into all the targeted unipotent tissue and cell types, namely: osteoblasts, chondrocytes, endothelocytes, myofibroblasts and neural cells.

Results: Overall, our data shows that the SHED cultured in low-xenogeneic-serum medium, unlike the SHED cultured in high-xenogeneic-serum media, express lowered positivity of the same surface markers.

Conclusion: Our results suggest that SHED are exceptionally promising and available mesenchymal stem cell population, especially applicable for neuroregenerative medicine.

Keywords: stem cells from human exfoliated deciduous teeth; SHED; xenogeneic serum; fetal calf serum; 2% FCS; enzymatic digestion; differentiation potential

Zveřejněno: 1. březen 2016  Zobrazit citaci

ACS AIP APA ASA Harvard Chicago Chicago Notes IEEE ISO690 MLA NLM Turabian Vancouver
Suchánková Kleplová T, Browne KZ, Soukup T, Suchánek J. In vitro kultivace kmenových buněk zubní pulpy dočasných zubů v nízkoprocentním xenogenním médiu. Čes. stomatol. Prakt. zub. lék. 2016;116(1):3-11. doi: 10.51479/cspzl.2016.001.
Sdílet...
Stáhnout citaci
  • BibTeX (.bib)
  • Bookends (.ris)
  • EasyBib (.ris)
  • EndNote (.enw)
  • EndNote 8 (.xml)
  • ISI WoS (.isi)
  • Medlars (.medlars)
  • Mendeley (.ris)
  • MODS (.xml)
  • Papers (.ris)
  • RefWorks (.txt)
  • RefManager (.ris)
  • RIS (.ris)
  • MS Word (.xml)
  • Zotero (.ris)
    • Zobrazit celý článek

    Reference

    1. Akpinar, G., Kasap, M., Aksoy, A., et al.: Phenotypic and proteomic characteristics of human dental pulp derived mesenchymal stem cells from a natal, an exfoliated deciduous, and an impacted third molar tooth. Stem Cells Int., 2014. 2014:457059. doi: 10.1155/2014/457059, 2014. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    2. Arora, V., Arora, P.: Pediatric stem cells - the future ahead. Int. J. Biomed. Res., roč. 3, 2012, č. 11, s. 414-421.
    3. Bakopoulou, A., Leyhausen, G., Volk, J., et al.: Assessment of the impact of two different isolation methods on the osteo/odontogenic differentiation potential of human dental stem cells derived from deciduous teeth. Calcif. Tissue Int., roč. 88, 2011, č. 2, s. 130-141. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    4. Cordeiro, M. M., Dong, Z., Kaneko, T., et al.: Dental pulp tissue engineering with stem cells from exfoliated deciduous teeth. J. Endod., roč. 34, 2008, č. 8, s. 962-969. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    5. Dominici, M., Le Blanc, K., Mueller, I., et al.: Minimal criteria for defining multipotent mesenchymal stromal cells. The International Society for Cellular Therapy position statement. Cytotherapy, roč. 8, 2006, č. 4, s. 315-317. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    6. Govindasamy, V., et al.: Inherent differential propensity of dental pulp stem cells derived from human deciduous and permanent teeth. J. Endod., roč. 36, 2010, č. 9, s. 1504-1515. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    7. Chen Xu, N. K., Shen, Y. Y.: Isolation and identification of stem cells derived from human exfoliated deciduous teeth. Nan Fang Yi Ke Da Xue Xue Bao J. Southern Medical University, roč. 29, 2009, č. 3, s. 479-482.
    8. Ishiy, F. A. A., Fanganiello, R. D., Griesi-Oliveira, K., et al.: Improvement of in vitro osteogenic potential through differentiation of induced pluripotent stem cells from human exfoliated dental tissue towards mesenchymal-like stem cells. Stem Cells International, 2015. Přejít k původnímu zdroji...
    9. Karbanová, J., Soukup, T., Suchánek, J., et al.: Characterization of dental pulp stem cells from impacted third molars cultured in low serum-containing medium. Cells Tissues Organ, roč. 193, 2011, č. 6, s. 344-365. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    10. Kerkis, I., Kerkis, A., Dozortsev, D., et al.: Isolation and characterization of a population of immature dental pulp stem cells expressing OCT-4 and other embryonic stem cell markers. Cells Tissues Organs, roč. 184, 2006, č. 3-4, s. 105-116. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    11. Kerkis, I., Caplan, A. I.: Stem cells in dental pulp of deciduous teeth. Tissue Engineering Part B: Reviews, roč. 18, 2011, č. 2, s. 129-138. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    12. Kiyani, M. N., Rabiei, F., Mardani, M., et al.: Induced in vitro differentiation of neural-like cells from human exfoliated deciduous teeth-derived stem cells. Int. J. Dev. Biol., roč. 55, 2011, s. 189-195. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    13. Law, C. S.: Management of premature primary tooth loss in the child patient. J. Calif. Dent. Assoc., roč. 48, 2013, s. 612-618. Přejít k původnímu zdroji...
    14. Lindroos, B., Mäenpää, K., Ylikomi, T., et al.: Characterisation of human dental stem cells and buccal mucosa fibroblasts. Biochem. Biophys. Res. Commun., roč. 368, 2008, č. 2, s. 329-335. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    15. Macena, M. C. B., Katz, C. R. T., Heimer, M. V., et al.: Space changes after premature loss of deciduous molars among Brazilian children. Am. J. Orthod. Dentofacial Orthop., roč. 140, 2011, č. 6, s. 771-778. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    16. Mackay, A. M., Beck, S. C., Murphy, J. M., et al.: Chondrogenic differentiation of cultured human mesenchymal stem cells from marrow. Tissue Eng, roč. 4, 1998, č. 4, s. 415-428. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    17. Miura, M., Gronthos, S., Zhao, M., Lu, B., et al.: SHED: stem cells from human exfoliated deciduous teeth. Proc. Natl. Acad. Sci. USA, roč. 100, 2003, č. 10, s. 5807-5812. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    18. Nakamura, S., Yamada, Y., Katagiri, W., et al.: Stem cell proliferation pathways comparison between human exfoliated deciduous teeth and dental pulp stem cells by gene expression profile from promising dental pulp. J. Endodont, roč. 35, 2009, č. 11, s. 1536-1542. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    19. Pittenger, M. F., Mackay, A. M., Beck, S. C., et al.: Multilineage potential of adult human mesenchymal stem cells. Science, 1999, č. 284, s. 143-147. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    20. Shahdadfar, A., Frønsdal, K., Haug, T., et al.: In vitro expansion of human mesenchymal stem cells: choice of serum is a determinant of cell proliferation, differentiation, gene expression, and transcriptome stability. Stem Cells, roč. 23, 2005, č. 9, s. 1357-1366. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    21. Suchánek, J., Soukup, T., Ivancaková, R., et al.: Human dental pulp stem cells-isolation and long term cultivation. Acta medica (Hradec Králové)/Universitas Carolina, Facultas Medica Hradec Králové, roč. 50, 2007, s. 195-201. Přejít k původnímu zdroji...
    22. Suchánek, J., Visek, B., Soukup, T., et al.: Stem cells from human exfoliated deciduous teeth-isolation, long term cultivation and phenotypical analysis. Acta medica (Hradec Králové)/Universitas Carolina, Facultas Medica Hradec Králové, roč. 53, 2010, č. 2, s. 93-99. Přejít k původnímu zdroji...

    Tento článek je publikován v režimu tzv. otevřeného přístupu k vědeckým informacím (Open Access), který je distribuován pod licencí Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License (CC BY-NC 4.0), která umožňuje nekomerční distribuci, reprodukci a změny, pokud je původní dílo řádně ocitováno. Není povolena distribuce, reprodukce nebo změna, která není v souladu s podmínkami této licence.


    Zpět na obsah