VLIV KYSELINY HYALURONOVÉ O NÍZKÉ, STŘEDNÍ A VYSOKÉ MOLEKULÁRNÍ HMOTNOSTI NA LIDSKÉ KMENOVÉ BUŇKY ZUBNÍ DŘENĚ. (Czech)

EFFECT OF LOW, MEDIUM AND HIGH MOLECULAR WEIGHT HYALURONIC ACID ON HUMAN DENTAL PULP STEM CELLS. (English)

Introduction: Dental pulp stem cells (DPSCs) express naturally high positivity for surface receptor glycoprotein CD 44 which is involved in the induction of odontoblast mineralization with hyaluronic acid (HA) being its major ligand. The aim of this experiment was to assess the effect of HA in low (LMW-HA), medium (MMW-HA) and high (HMW-HA) molecular weights on the phenotypic profile, proliferation activity and differentiation potential of human DPSCs. Methods: The experiment was conducted in vitro on two lines of human DPSCs from different donors (third molar -- male, 25 years and first premolar -- male, 9 years). These lines were cultured in standard medium and from the second passage also in three experimental culture media containing 0.1% HA in three molecular weights: LMW-HA (116 kDa), MMW-HA (540 kDa) and HMW-HA (1500 kDa). The phenotypic analysis was performed in the seventh passage using a Vi-Cell XR flow cytometer, viability was evaluated by the Vi-Cell Analyzer in the seventh passage and proliferation activity measured by the Z2 Counter Analyzer in every passage. Osteo- and chondrodifferentiation were inducted by commercially supplied cultivation media and demonstrated by histological staining with alcian blue and alizarin red. Results: DPSCs used in our experiment expressed phenotype typical for human DPSCs (high positivity for CD 13, CD 29, CD 44, CD 90 and OCT 3/4), they were able to exceed Hayflick limit and differentiate in the osteogenic as well as the chondrogenic extracellular matrix. During the experiment, DPSCs line 1 cultivated in control medium / medium 1 (116 kDa HA) / medium 2 (540 kDa HA) / medium 3 (1500 kDa HA) achieved in this order in total 14.1/15.3/15.4/14.8 population doublings. The median of doubling time with the minimal and maximal values in the same order was 31.6 (29.2; 36.8) / 29.6 (28.5; 30.6) / 30.3 (26.7; 31.3) / 30.5 (29.7; 33.8) hours. The viability of the DPSCs obtained from the seventh passage was in the same order 92.3/93.1/91.8/92.6%. DPSC line 2 cultivated in control medium / medium 1 (116 kDa HA) / medium 2 (540 kDa HA) / medium 3 (1500 kDa HA) achieved in this order in total 16.7/17.2/16.7/16.8 population doublings. The median of doubling time with the minimal and maximal values in the same order was 28.9 (24.5; 35.2) / 27.4 (24.5; 32.6) / 28.3 (24.0; 38.4) / 27.1 (25.3; 33.9) hours. The viability of the DPSCs obtained from the seventh passage was in the same order 80.1/82.5/81.8/80.9%. Conclusion: We verified that DPSCs in the presence of hyaluronic acid at a concentration of 0.1% and molecular weights of 116, 540 and 1500 kDa survive, proliferate and maintain the ability to differentiate in mature cellular elements. We also verified the original assumption that the low molecular weight form of hyaluronic acid has a different impact on the DPSCs' phenotype than the high molecular weight form of hyaluronic acid. [ABSTRACT FROM AUTHOR]

Úvod a cíl práce: Kmenové buňky zubní dřeně (KBZD) vykazují přirozeně vysokou pozitivitu na povrchový receptor glykoprotein CD44 podílející se mimo jiné na indukci mineralizace odontoblastů, přičemž kyselina hyaluronová (KH) je jeho hlavní ligandou. Cílem experimentu bylo posoudit vliv KH o nízké (NMH-KH), střední (SHM-KH) a vysoké (VMH-KH) molekulární hmotnosti na fenotypový pro- fil, proliferační aktivitu a diferenciační potenciál lidských KBZD. Metodika: Experiment byl proveden v in vitro podmínkách na dvou liniích lidských KBZD odlišných dárců (třetí molár -- muž, 25 let, a první premolár -- muž, 9 let). Tyto linie byly kultivovány ve standardním médiu a od druhé pasáže také ve třech experimentálních kultivačních médiích obsahujících 0,1 % kyseliny hyaluronové (KH) ve třech molekulárních hmotnostech: NMH-KH (116 kDa), SHM-KH (540 kDa) a VHM-KH (1500 kDa). Analýza fenotypu byla provedena v sedmé pasáži pomocí průtokového cytometru Vi-Cell XR, viabilita byla měřena analyzátorem Vi-Cell v sedmé pasáži a počet buněk analyzátorem Z2 Coulter ve všech pasážích. Osteodiferenciace a chondrodiferenciace byly indukovány komerčně dodávanými diferenciačními médii a prokazovány histologickým barvením s alciánovou modří a alizarinovou červení. Výsledky: Linie KBZD využité v našem experimentu vykazovaly fenotyp typický pro lidské KBZD (vysoká pozitivita pro CD 13, CD 29, CD 44, CD 90 a OCT3/4), byly schopny překročit Hayflickův limit a diferencovat v buňky produkující osteogenní a chondrogenní extracelulární matrix. Během experimentu dosáhly KBZD linie 1 kultivované v kontrolním médiu / médiu 1 (116 kDa KH) / médiu 2 (540 kDa KH) / médiu 3 (1500 kDa KH) v tomto pořadí celkem 14,1 / 15,3 / 15,4 / 14,8 populačních zdvojení. Medián doubling time s minimální a maximální hodnotou ve stejném pořadí byl 31,6 (29,2; 36,8) / 29,6 (28,5; 30,6) / 30,3 (26,7; 31,3) / 30,5 (29,7; 33,8) hodin. Viabilita KBZD získaných ze sedmé pasáže byla ve stejném pořadí 92,3 / 93,1 / 91,8 / 92,6 %. KBZD linie 2 kultivované v kontrolním médiu / médiu 1 (116 kDa KH) / médiu 2 (540 kDa KH) / médiu 3 (1500 kDa KH) dosáhly v tomto pořadí celkem 16,7 / 17,2 / 16,7 / 16,8 populačních zdvojení. Medián doubling time s minimální a maximální hodnotou ve stejném pořadí byl 28,9 (24,5; 35,2) / 27,4 (24,5; 32,6) / 28,3 (24,0; 38,4) / 27,1 (25,3; 33,9) hodin. Viabilita KBZD získaných ze sedmé pasáže byla ve stejném pořadí 80,1 / 82,5 / 81,8 / 80,9 %. Závěr: Ověřili jsme, že KBZD v přítomnosti kyseliny hyaluronové o molekulárních hmotnostech 116, 540 a 1500 kDa v koncentraci 0,1 % přežívají, proliferují a udržují si schopnost diferencovat ve zralé buněčné elementy. Dále jsme ověřili původní předpoklad, že nízkomolekulární forma kyseliny hyaluronové bude mít rozdílný dopad na fenotyp KBZD než forma vysokomolekulární. [ABSTRACT FROM AUTHOR]

Copyright of Czech Dental Journal / Ceská Stomatologie a Praktické Zubni Lékarstvi is the property of Czech Dental Chamber and its content may not be copied or emailed to multiple sites or posted to a listserv without the copyright holder's express written permission. However, users may print, download, or email articles for individual use. This abstract may be abridged. No warranty is given about the accuracy of the copy. Users should refer to the original published version of the material for the full abstract. (Copyright applies to all Abstracts.)