Mesenchymal stem cell therapies for intervertebral disc degeneration: Consideration of the degenerate niche
Notice bibliographique
Résumé
Abstract We have previously reported a synthetic Laponite crosslinked poly N‐isopropylacrylamide‐co‐N, N′‐dimethylacrylamide (NPgel) hydrogel, which induces nucleus pulposus (NP) cell differentiation of human mesenchymal stem cells (hMSCs) without the need for additional growth factors. Furthermore NP gel supports integration following injection into the disc and restores mechanical function to the disc. However, translation of this treatment strategy into clinical application is dependent on the survival and differentiation of hMSC to the correct cell phenotype within the degenerate intervertebral disc (IVD). Here, we investigated the viability and differentiation of hMSCs within NP gel within a catabolic microenvironment. hMSCs were encapsulated in NPgel and cultured for 4 weeks under hypoxia (5% O 2 ) with ± calcium, interleukin‐1β (IL‐1β), and tumor necrosis factor alpha (TNFα) either individually or in combination to mimic the degenerate environment. Cell viability and cellular phenotype were investigated. Stem cell viability was maintained within hydrogel systems for the 4 weeks investigated under all degenerate conditions. NP matrix markers: Agg and Col II and NP phenotypic markers: HIF‐1α, FOXF1, and PAX1 were expressed within the NPgel cultures and expression was not affected by culture within degenerate conditions. Alizarin red staining demonstrated increased calcium deposition under cultures containing CaCl 2 indicating calcification of the matrix. Interestingly matrix metalloproteinases (MMPs), ADAMTS 4, and Col I expression by hMSCs cultured in NPgel was upregulated by calcium but not by proinflammatory cytokines IL‐1β and TNFα. Importantly IL‐1β and TNFα, regarded as key contributors to disc degeneration, were not shown to affect the NP cell differentiation of mesenchymal stem cells (MSCs) in the NPgel. In agreement with our previous findings, NPgel alone was sufficient to induce NP cell differentiation of MSCs, with expression of both aggrecan and collagen type II, under both standard and degenerate culture conditions; thus could provide a therapeutic option for the repair of the NP during IVD degeneration.
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Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
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score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».