Eenheid voor weefselregeneratiematerialen bij MANA, NIMS heeft met succes gouden nanodeeltjes ontwikkeld die functionele oppervlakken hebben en inwerken op osteogene differentiatie van stamcellen.

Eenheid voor weefselregeneratiematerialen (Guoping Chen, Unit Director) van het International Centre for Materials Nanoarchitectonics (MANA) (Masakazu Aono, directeur-generaal, MANA), Nationaal Instituut voor Materiaalkunde (NIMS (Sukekatsu Ushioda, President)) hebben met succes gouden nanodeeltjes ontwikkeld die functionele oppervlakken hebben en inwerken op osteogene differentiatie van stamcellen. Dit onderzoeksresultaat was gepubliceerd in de online versie van tijdschrift Biomaterialen op 6 april 2015.

In de regeneratieve geneeskunde, de technologie om stamcelfuncties zoals differentiatie en proliferatie te controleren is onmisbaar. Er is gemeld dat gouddeeltjes in nanogrootte de differentiatie van menselijke mesenchymale stamcellen tot osteoblasten bevorderen. Ook, andere studies suggereerden dat verschillende functionele groepen zoals amino, carboxyl- en hydroxylgroepen bevorderen of remmen stamceldifferentiatie. Op basis van deze rapporten, we gingen ervan uit dat gouden nanodeeltjes met een oppervlak dat is gemodificeerd met functionele groepen een veelbelovende kandidaat is om stamcelfuncties te regelen. Echter, specifieke effecten van dergelijke deeltjes op de differentiatie van menselijke mesenchymale stamcellen waren niet bekend.

We hebben gouden nanodeeltjes gesynthetiseerd waarvan het oppervlak is gemodificeerd met een van de volgende functionele groepen:een positief geladen aminogroep (-NH2), een negatief geladen carboxylgroep (-COOH) of een neutrale hydroxylgroep (-OH), en identificeerden hoe ze de osteogene differentiatie van mesenchymale stamcellen beïnvloeden die zijn afgeleid van menselijk beenmerg. Van deze drie soorten nanodeeltjes, die met de carboxylgroepen werden opgenomen door cellen en vertoonden een sterk botdifferentiatie-remmend effect in vergelijking met de andere soorten nanodeeltjes. Verder, we onderzochten het effect van gouden nanodeeltjes met carboxylgroepen op het genexpressieprofiel van mesenchymale stamcellen uit menselijk beenmerg. De resultaten gaven aan dat de nanodeeltjes verschillende genexpressies remden die verband houden met osteogene differentiatie. Daarom, de invloed van de gouden nanodeeltjes op het bevorderen of remmen van osteogene differentiatie varieerde afhankelijk van de soorten functionele groepen.

Met het oog op regeneratieve geneeskunde, het is essentieel om technologie te ontwikkelen waarmee zowel de stamcelfuncties als veilige en hoogwaardige stamcellen kunnen worden gecontroleerd. In de huidige studie, we probeerden stamcelfuncties te controleren door middel van materiële manipulatie, en onze bevindingen zullen bijdragen aan de creatie van nieuwe nanomaterialen die de vooruitgang van stamcelmanipulatie vergemakkelijken. We zijn van plan op deze resultaten voort te bouwen in onze toekomstige inspanningen bij de ontwikkeling van regeneratieve geneeskunde.