Comparación de las propiedades mecanobiológicas y bioquímicas de tejido meniscal regenerado mediante tres métodos de cultivo de fibrocondrocitos

Abstract

La regeneración de menisco mediante la ingeniería de tejidos aborda la poca accesibilidad a meniscos humanos luego de una meniscectomía para desarrollar un nuevo menisco lo más similar al menisco natural. El método de cultivo por aislamiento celular convencional para regenerar menisco es el de digestión celular. Sin embargo, todavía es difícil mimetizar tejido meniscal nativo luego de una estimulación mecánica prolongada sin inducir su falla prematura a largo plazo. Se compararon las propiedades mecanobiológicas y bioquímicas de constructos meniscales regenerados mediante tres métodos de cultivo celular: digestión celular (d), sobrecrecimiento celular (og) y digestión después de sobrecrecimiento celular (dog), bajo condiciones de cultivo estático (SC) y compresión dinámica (DC), para encontrar el (los) más óptimo (s). El ensayo de compresión determinó que el método og y dog bajo SC y DC evidenciaron una mayor rigidez a la compresión pico (SC: 310.94 kPa y 296 kPa, DC: 129.32 kPa y 128.36 kPa, respectivamente). Además, el método og evidenció un mayor módulo de equilibrio final bajo DC (4.1075 kPa), mientras que bajo SC lo mostró el método dog (21.98 kPa). Los ensayos bioquímicos demostraron el método og y dog, bajo sus respectivas condiciones SC y DC, evidenciaron de manera general una mayor síntesis de glicosoaminoglicanos (GAGs), colágeno tipo II, contenido GAG por cada contenido ADN y una mejor expresión génica (COL1A2, COL2A1, COL10A1, ACAN, SOX9). En el futuro, estos constructos meniscales bajo los métodos og y dog podrán ser usados como referencia potencial en el desarrollo de implantes meniscales.

Tissue-engineered meniscus regeneration addresses the poor accessibility of human meniscus after meniscectomy to develop a new meniscus as similar as possible to the natural one. The conventional cell-based culture method for regenerating meniscus is cell digestion. However, it is still difficult to mimic native meniscal tissue after prolonged mechanical stimulation without inducing its premature long-term failure. TheredThe mechanobiological and biochemical properties of meniscal constructs regenerated by three cell culture methods were compared: cell digestion (d), cell overgrowth (og) and digestion after cell overgrowth (dog), under static culture conditions (SC) and dynamic compression (DC), to find the most optimal one(s). The compression test showed the og and dog methods have greater peak compression stiffness (SC: 310.94 kPa and 296 kPa, DC: 129.32 kPa and 128.36 kPa, respectively). Furthermore, the og method showed a greater final equilibrium modulus under DC (4.1075 kPa), while under SC it was shown by the dog method (21.98 kPa). The biochemical tests demonstrated the og and dog method generally evidenced a greater synthesis of glycosaminoglycans (GAGs), type II collagen, GAG content for each DNA content and better gene expression. In the future, these meniscal constructs under the og and dog methods may be used as a potential reference in the development of meniscal implants.