Рост мезенхимальных стволовых клеток на ориентированных микроструктурированных пленках и электроформованных скаффолдах
https://doi.org/10.55959/MSU0137-0952-16-78-3S-6
Аннотация
В работе получены пленки и скаффолды из поли-3-оксибутирата с различной микроструктурой тремя различными методами. Методом электроформования получены скаффолды с ориентированными и хаотично переплетенными волокнами различной толщины в зависимости от используемых параметров. Методами спин-коутинга и самоорганизации получены пленки с различной микроструктурой поверхности, в том числе с ориентированными элементами топографии. Показано, что микроструктура поверхности не влияет на рост мезенхимальных стволовых клеток в течение недели, однако оказывает влияние на морфологию прикрепленных клеток.
Ключевые слова
Об авторах
И. В. ДемьяноваКитай
Демьянова Ирина Валерьевна – аспирантка биологического факультета
Провинция Гуандун, г. Шэньчжэнь, 518172, район Лунган, Даюньсиньчэн, ул. Гоцзидасюэюань, д. 1
Тел.: +86-755-28-70-80-15
Е. А. Акулина
Россия
Акулина Елизавета Александровна – канд. биол. наук, постдок биологического факультета
Провинция Гуандун, г. Шэньчжэнь, 518172, район Лунган, Даюньсиньчэн, ул. Гоцзидасюэюань, д. 1
г. Москва, 119234, Ленинские горы, д. 1, стр. 12
Тел.: +86-755-28-70-80-15
И. И. Жаркова
Россия
Жаркова Ирина Игоревна – канд. биол. наук, доц. кафедры биоинженерии биологического факультета
г. Москва, 119234, Ленинские горы, д. 1, стр. 12
Тел.: 8-495-930-63-06
В. В. Воинова
Россия
Воинова Вера Владимировна – канд. биол. наук, ст. науч. сотр. кафедры биохимии биологического факультета
г. Москва, 119234, Ленинские горы, д. 1, стр. 12
Тел.: 8-495-939-39-55
Д. В. Чеснокова
Россия
Чеснокова Дарьяна Владимировна – мл. науч. сотр. кафедры биоинженерии биологического факультета
г. Москва, 119234, Ленинские горы, д. 1, стр. 12
Тел.: 8-495-930-63-06
А. М. Хоссаин
Россия
Хоссаин Мухаммад Асиф – аспирант кафедры биоинженерии кафедры биоинженерии биологического факультета
г. Москва, 119234, Ленинские горы, д. 1, стр. 12
Тел.: 8-495-930-63-06
Т. К. Махина
Россия
Махина Татьяна Константиновна – науч. сотр. лаборатории биохимии азотфиксации и метаболизма азота Институт биохимии имени А.Н. Баха ФИЦ Фундаментальные основы биотехнологии
г. Москва, 119071, Ленинский просп., д. 33, корп. 2
Тел.: 8-495-954-40-08
Г. А. Бонарцева
Россия
Бонарцева Гарина Александровна – канд. биол. наук, вед. науч. сотр лаборатории биохимии азотфиксации и метаболизма азота Институт биохимии имени А.Н. Баха
г. Москва, 119071, Ленинский просп., д. 33, корп. 2
Тел.: 8-495-954-40-08
В. И. Куликовская
Беларусь
Куликовская Виктория Игоревна – канд. хим. наук, доц., зам. директора
г. Минск, 220141, ул. Скорины, д. 36
Тел.: +375-17-300-65-92
В. В. Николайчук
Беларусь
Николайчук Виктория Викторовна – магистрант, мл. науч. сотр.
г. Минск, 220141, ул. Скорины, д. 36
Тел.: +375-17-253-64-75
Ю. Р. Мухортова
Россия
Мухортова Юлия Руслановна – науч. сотр. Международного научно-исследовательского центра «Пьезо- и магнитоэлектрические материалы», науч. сотр.
г. Томск, 634050, просп. Ленина, д. 43А
Тел.: 8-3822-70-17-77
А. С. Прядко
Россия
Прядко Артем Сергеевич – инженер-исследователь
г. Томск, 634050, просп. Ленина, д. 43А
Тел.: 8-3822-70-17-77
М. А. Сурменева
Россия
Сурменева Мария Александровна – канд. физ.-мат. наук, вед. науч. сотр., доц. Исследовательской школы химических и биомедицинских технологий, вед. науч. сотр.
г. Томск, 634050, просп. Ленина, д. 43А
Тел.: 8-3822-70-17-77
Р. А. Сурменев
Россия
Сурменев Роман Анатольевич – докт. техн. наук, проф. Исследовательской школы химических и биомедицинских технологий, вед. науч. сотр., директор
г. Томск, 634050, просп. Ленина, д. 43А
Тел.: 8-3822-70-17-77
К. В. Шайтан
Россия
Шайтан Константин Вольдемарович – докт. физ.-мат. наук, проф. кафедры биоинженерии биологического факультета
г. Москва, 119234, Ленинские горы, д. 1, стр. 12
Тел.: 8-495-939-23-74
А. П. Бонарцев
Россия
Бонарцев Антон Павлович – докт. биол. наук, доц. кафедры биоинженерии биологического факультета
г. Москва, 119234, Ленинские горы, д. 1, стр. 12
Тел.: 8-495-930-63-06
Список литературы
1. Werner M., Blanquer S.B.G., Haimi S., Korus G., Dunlop J.W.C., Duda G.N., Grijpma D.W., Petersen A. Surface curvature differentially regulates stem cell migration and differentiation via altered attachment morphology and nuclear deformation. Adv. Sci. 2017;4(2):1600347.
2. Van der Flier L.G., Clevers H. Stem cells, selfrenewal, and differentiation in the intestinal epithelium. Annu. Rev. Physiol. 2009;71:241–260.
3. Prittinen J., Zhou X., Bano F., Backman L., Danielson P. Microstructured collagen films for 3D corneal stroma modelling. Connect. Tissue Res. 2022;63(5):443–452.
4. Kim E.J., Boehm C.A., Mata A., Fleischman A.J., Muschler G.F., Roy S. Post microtextures accelerate cell proliferation and osteogenesis. Acta Biomater. 2010;6(1):160–169.
5. Koh L.B., Rodriguez I., Venkataraman S.S. The effect of topography of polymer surfaces on platelet adhesion. Biomaterials. 2010;31(7):1533–1545.
6. Li L., Chen C., Li J., Zhang A., Liu X., Xu B., Gao S., Jin G., Ma Z. Robust and hydrophilic polymeric films with honeycomb pattern and their cell scaffold applications. J. Mater. Chem. 2009;19(18):2789–2796.
7. Norrman K., Ghanbari-Siahkali A., Larsen N.B. 6 Studies of spin-coated polymer films. Annu. Rep. Prog. Chem., Sect. C: Phys. Chem. 2005;101:174–201.
8. Dong W., Zhou Y., Yan D., Mai Y., He L., Jin C. Honeycomb-structured microporous films made from hyperbranched polymers by the breath figure method. Langmuir. 2009;25(1):173–178.
9. Tokaruk W.A., Molteno T.C.A., Morris S.W. Bénard-Marangoni convection in two-layered liquids. Phys. Rev. Lett. 2000;84(16):3590–3593.
10. Wong K.H., Hernández-Guerrero M., Granville A.M., Davis T.P., Barner-Kowollik C., Stenzel M.H. Water-assisted formation of honeycomb structured porous films. J. Porous Mater. 2006;13(3):213–223.
11. Bondartsev A.P., Bonartseva G.A., Reshetov I.V., Shaitan K.V., Kirpichnikov M.P. Application of polyhydroxyalkanoates in medicine and the biological activity of natural poly(3-hydroxybutyrate). Acta Naturae. 2019;11(2):4–16.
12. Sunami H., Ito E., Tanaka M., Yamamoto S., Shimomura M. Effect of honeycomb film on protein adsorption, cell adhesion and proliferation. Colloids Surf. A Physicochem. Eng. Asp. 2006;284–285:548–551.
13. Xue J., Wu T., Dai Y., Xia Y. Electrospinning and electrospun nanofibers: Methods, materials, and applications. Chem. Rev. 2019;119(8):5298–5415.
14. Demina T.S., Bolbasov E.N., Peshkova M.A., Efremov Y.M., Bikmulina P.Y., Birdibekova A.V., Popyrina T.N., Kosheleva N.V., Tverdokhlebov S.I., Timashev P.S., Akopova T.A. Electrospinning vs. electro-assisted solution blow spinning for fabrication of fibrous scaffolds for tissue engineering. Polymers. 2022;14(23):5254.
15. Bonartsev A.P., Zharkova I.I., Voinova V.V., Kuznetsova E.S., Zhuikov V.A., Makhina T.K., Myshkina V.L., Potashnikova D.M., Chesnokova D.V., Khaydapova D.D., Bonartseva G.A., Shaitan K.V. Poly(3-hydroxybutyrate)/poly(ethylene glycol) scaffolds with different microstructure: the effect on growth of mesenchymal stem cells. 3 Biotech. 2018;8(8):328.
16. Pryadko A.S., Mukhortova Y.R., Chernozem R.V., et al. Electrospun magnetic composite poly-3-hydroxybutyrate/magnetite scaffolds for biomedical applications: Composition, structure, magnetic properties, and biological performance. ACS Appl. Bio Mater. 2022;5(8):3999–4019.
17. Kulikouskaya V.I., Nikalaichuk V.V., Bonartsev A.P., Akoulina E.A., Belishev N.V., Demianova I.V., Chesnokova D.V., Makhina T.K., Bonartseva G.A., Shaitan K.V., Hileuskaya K.S., Voinova V.V. Honeycomb-structured porous films from poly(3-hydroxybutyrate) and poly(3-hydroxybutyrate-co-3-hydroxyvalerate): Physicochemical characterization and mesenchymal stem cells behavior. Polymers (Basel). 2022;14(13):2671.
18. Stalder A. F., Kulik G., Sage D., Barbieri L., Hoffmann P. A snake-based approach to accurate determination of both contact points and contact angles. Colloids Surf. A Physicochem. Eng. Asp. 2006;286(1–3):92–103.
19. Yusop N., Battersby P., Alraies A., Sloan A.J., Moseley R., Waddington R.J. Isolation and characterisation of mesenchymal stem cells from rat bone marrow and the endosteal niche: A comparative study. Stem Cells Int. 2018;2018:6869128.
20. Kumar P., Nagarajan A., Uchil P.D. Analysis of cell viability by the MTT assay. Cold Spring Harb. Protoc. 2018;2018(6):469–472.
21. Özen A., Gül Sancak İ., Tiryaki M., Ceylan A., Alparslan Pınarlı F., Delibaşı T. Mesenchymal stem cells (Mscs) in scanning electron microscopy (SEM) world. Niche. 2013;2:22–24.
22. Furukawa T., Sato H., Murakami R., Zhang J., Noda I., Ochiai S., Ozaki Y. Raman microspectroscopy study of structure, dispersibility, and crystallinity of poly (hydroxybutyrate)/poly (l-lactic acid) blends. Polymer. 2006;47(9):3132–3140.
23. Furukawa T., Sato H., Murakami R., Zhang J., Duan Y.X., Noda I., Shukichi O., Ozaki Y. Structure, dispersibility, and crystallinity of poly(hydroxybutyrate)/poly(l-lactic acid) blends studied by FT-IR microspectroscopy and differential scanning calorimetry. Macromolecules. 2005;38(15):6445–6454.
Рецензия
Для цитирования:
Демьянова И.В., Акулина Е.А., Жаркова И.И., Воинова В.В., Чеснокова Д.В., Хоссаин А.М., Махина Т.К., Бонарцева Г.А., Куликовская В.И., Николайчук В.В., Мухортова Ю.Р., Прядко А.С., Сурменева М.А., Сурменев Р.А., Шайтан К.В., Бонарцев А.П. Рост мезенхимальных стволовых клеток на ориентированных микроструктурированных пленках и электроформованных скаффолдах. Вестник Московского университета. Серия 16. Биология. 2023;78(3S):33-39. https://doi.org/10.55959/MSU0137-0952-16-78-3S-6
For citation:
Demianova I.V., Akoulina E.A., Zharkov I.I., Voinova V.V., Chesnokova D.V., Hossain A.M., Makhina T.K., Bonartseva G.A., Kulikouskaya V.I., Nikolaichuk V.V., Mukhortova Yu.R., Pryadko A.S., Surmeneva M.A., Surmenev R.A., Shaitan K.V., Bonartse A.P. Growth of mesenchymal stem cells on oriented microstructured films and electrospun scaffolds. Vestnik Moskovskogo universiteta. Seriya 16. Biologiya. 2023;78(3S):33-39. (In Russ.) https://doi.org/10.55959/MSU0137-0952-16-78-3S-6