Multiplexed and micropatterned 3 Dimensional (3D) GelMA Platform as an In Vitro model for Oligodendrogenesis

Miyelinizasyon mekanizmasındaki aksaklıklar, çeşitli bozuklukların gelişimine yol açabilir. Demiyelinizan hastalıkların patogenezini aydınlatmaya yardımcı olmak için güvenilir ve biyolojik olarak mimike edebilen bir in vitro miyelinizasyon ve oligodendrojenez modeline ihtiyaç vardır. Oligodendrojenez ve miyelinizasyon, ekstrasellüler matris (ESM) bileşenlerinin fonksiyonuna son derece bağlıdır. Biyomalzemelerdeki son ilerlemeler, hidrojellerin merkezi sinir sistemi (MSS) ESM'sini taklit etme potansiyeline sahip olduğunu gösterdi. Hidrojellerin özelliklerinin, oligodendroglial (OL) hücrelerinin diferansiyasyonunu ve olgunlaşmasını düzenleyip düzenleyemediği ve primer hücrelere veya in vivo modellere ihtiyaç duyulmadan uygun bir model sağlayıp sağlayamadığı henüz belirsizdir. Bu çalışma, farklı UV maruziyet koşulları altında İnsan Oligodendroglioma (HOG) hücrelerinin yaşayabilirlik ve sferoid oluşumu üzerinde multipleks ve mikropaternli bir 3 Boyutlu Jelatin Metakrilat (GelMA) platformunun etkisini incelemekte ve aynı zamanda olgunlaşma durumunu araştırmaktadır. Hem çoğalma hem de sferoid oluşumu, uzun UV maruziyet süreleri ile arttı, bu da ESM dinamiklerinin hücresel davranış üzerindeki önemini göstermektedir. Gün 5'te hücre yaşayabilirliği, 50 saniyelik maruz kalma koşulunda en yüksek oldu. Sferoid oluşumu, 40 ve 50 saniye maruziyet koşullarında gün 5'te belirgin bir şekilde gözlemlendi, sonuncusunun anlamlı bir etki gösterdiği görüldü. GelMA'da kültür, OLIG2, SOX2 ve SOX10 transkripsiyon faktörlerinin; OPC markerlerinin, PDGFRα ve NG2; ve OL markerlerinin CNPase, MBP ve MOG'u indükledi. GFAP ekspresyonu, 3B durumunda tespit edilmedi, ancak 2B kültüre edilmiş hücrelerde izlenebilir şekilde ifade edildi, bu da 3B ortamında astrosit kökeninden kurtuluşun mümkün olabileceğini düşündürmektedir. İmmünoflorasan mikroskopisi, MBP ve MOG'un protein düzeyinde ifadesini doğruladı. Bu sonuçlar, GelMA çevresinin HOG hücrelerinin ekspresyon profili üzerinde düzenleyici bir etkisi olduğunu, kaderlerini OL kökenine doğru değiştirdiğini ima etmektedir. OL genlerinin ekspresyonundaki değişikliklerin 3B bakımına özgü olup olmadığını belirlemek için, UV ve GelMA'nın ayrı bir muamelesi, 2B ortamında kültüre edilmiş HOG hücrelerine uygulandı. Ne UV tedavisi ne de GelMA eklemesi, HOG hücrelerinin ekspresyon profili üzerinde anlamlı değişikliklere neden olmadı. Sonuç olarak, bu platform, oligodendrojenez için dikkate değer bir kültür modeli gibi görünmektedir ve daha fazla araştırmayı hak etmektedir. SH-SY5Y hücrelerinin HOG hücreleri ile ko-kültürü, herhangi bir etkileşimin olup olmadığını görmek amacıyla gerçekleştirildi. SH-SY5Y hücreleri olgun nöronlara diferansiye edilmediği halde, HOG hücreleri ile etkileşimleri belirgindi ve özellikle HOG sferoidlerine yakın birikim gösterdi. Hidrojel içinde olgun nöronlar ve oligodendrosit hücreleri kullanarak yapılacak daha fazla araştırma, platformun miyelinizasyon modeli olarak da hizmet edip edemeyeceğini aydınlatmada yardımcı olabilir. Anahtar Kelimeler: Oligodentrosit, oligodendrojenez, 3B- Hidrojel Model, GelMA, miyelinizasyon