Osteogenic and chondrogenic differentiation potential of mesenchymal stem cells obtained from the bone marrow and placenta

H A Zhernasechanka,Ya I Isaikina,T V Filipovich,E G Liakh

doi:10.29235/1814-6023-2021-18-1-36-45

Abstract

Mesenchymal stem cells (MSC) represent a perspective resource for cell biotechnology. However the question of chondrogenic and osteogenic capacity of MSC of different origin remains under study.The aim of this study was to analyze the osteo-chondrogenic differentiation potential of MSC obtained from the bone marrow and placenta. The results of our studies have indicated that bone marrow-derived and placenta-derived MSC showed a chondrogenic potential in vitro after a chondrogenic induction with specific differentiation media. But for bone marrowderived MSC, the chondrogenic program was realized by expression of collagens (Coll2, Coll10), while in placenta-derived MSC cultures we found a progressive increase in COMP and Ver expression, so bone marrow-derived MSC is more preferable for use in cartilage tissue engineering. Regarding the results on alkaline phosphatase and alizarin red staining, bone marrowderived MSC showed a more significant osteogenic potential compared to placenta-derived MSC. Bone marrow-derived MSC in the composition of fibrin gel after osteogenic induction on the 14th day exhibited the activity of alkaline phosphatase, calcium depositions inside the cells and extracellular matrix, the increase in Sp7 and DMP expression.

Highlights

The aim of this study was to analyze the osteo-chondrogenic differentiation potential of Mesenchymal stem cells (MSC) obtained from the bone marrow and placenta
Уже в первые 24 ч отмечалось наличие клеток с отростками, т. е. изменялась морфология Мезенхимальные стволовые клетки (МСК), а на 14-й день после направленной дифференцировки ‒ наличие клеток с выраженными отростками, которые синтезировали щелочную фосфатазу и характеризовались накоплением солей кальция, депозиты которого присутствовали как внутри, так и внеклеточно
Мезенхимальные стволовые клетки (МСК) костного мозга в составе фибринового геля дифференцируются в остеогенном направлении под влиянием индукционных факторов уже на 14-й день, что подтверждается изменением морфологии клеток, синтезом щелочной фосфатазы, депонированием солей кальция внутри клетки и во внеклеточном матриксе, увеличением экспрессии мРНК Sp7 и маркера начала минерализации DMP

Summary

Introduction

The aim of this study was to analyze the osteo-chondrogenic differentiation potential of MSC obtained from the bone marrow and placenta. [4] в своем исследовании потенциала дифференцировки в хондро- и остеогенном направлении и иммуномодулирующего эффекта показали, что МСК костного мозга и жировой ткани представляют собой более оптимальный источник стволовых клеток для тканевой инженерии, чем МСК плаценты и пуповинной крови.

Objectives

Results

Conclusion