Mesenchymal stem cell mechanics on osteoinductive peptide nanofibers

Mezenkimal kök hücrelerin (MSC'lerin) osteojenik farklılaşması sırasında Young katsayısı değişimleri, bone sialoprotein gibi kemik dokusunda bulunan ve kollajen olmayan bazı hücreler arası matris (ECM) proteinlerinin yapısında bulunan üçlü glutamik asit (EEE) dizisi taşıyan biyoaktif peptit nanofi berler üzerinde araştırılmıştır. Osteoindüktif peptit nanofi berler üzerindeki MSC'ler burada osteoküremsi olarak da bahsedilen, birbirleriyle yoğun etkileşim içerisinde bulunan ve osteoblast gibi hücre morfolojisine sahip olan hücre kümeleri oluşturur. Atomik kuvvet mikroskobu (AFM) ve oktaflüorosiklobütan (C4F8) ince fi lmi kaplanmış AFM ölçüm uçları kullanılarak peptit nanofi ber hidrojel üzerinde osteojenik yönde farklılaşmakta olan sıçan MSC'lerin (rMSC'lerin) kuvvet haritalaması ölçümleri yapılmıştır. Hücre başına 12 adet kuvvet-uzaklık eğrisi olçümünün yaklaşma eğrileri, Hertz Cone (Sneddon ile aynı) modeline göre fi t edilerek hücrelerin Young katsayısı değerleri hesaplanmıştır. Peptit nanofi berler üzerindeki osteoküremsi hücrelerin ortalama Young katsayısının osteojenik farklılaşma sırasında arttığı gözlemlenmiştir. _Ikinci olarak, peptit nanofi berler üzerindeki hücreler tarafından çok miktarda mineral biriktirildiği Alizarin red boyaması sonucunda gözlemlenmiştir ve bu sonu rMSC'lerin peptit nano fiberler üzerinde etkili bir osteojenik farklılaşma yaşadığını kanıtlamaktadır. Literatürde, osteojenik farklılaşan MSC'lerin AFM ile ölçülmüş Young katsayısı çalışmalarında, hücrelerin ortalama Young katsayısında yavaş yavaş bir düşüş trendi gözlenmektedir. Peptit nanofi berler yerine jelatin kaplı cam yüzey kullanıldığında Young katsayısında düşüş gözlenmektedir; ve bu düşüş osteojenik farklılaşmadan dolayıdır. Ancak, kalsiyum minerallerinin jelatin üzerindeki hücrelerde yeterli miktarda birikmemesi jelatin üzerindeki hücrelerde sınırlı veya daha yavaş bir osteojenik farklılaşmanın gerçekleştiğini gösteriyor olabilir. Osteoindüktif peptit nano berler üzerinde osteojenik farklılaşan hücrelerin geniş kapsamlı kalsiyum minerali ürettiğinin gözlenmesi ile hücrelerin ortalama Young katsayısındaki artışı arasındaki korelasyon biyomineralizayonun hücre mekaniği üzerinde baskın bir rolü olduğunu destekleyebilir.