Nanodalelių poveikis endotelinės ir miogeninės kilmės kamieninėms ląstelėms bei jų kokultūrai

Abstract

Iš skirtingų ląstelių tipų sudarytos kokultūros geriau ir tiksliau in vitro atkartoja audinio struktūrą nei pavienių ląstelių populiacija, todėl jos vis dažniau yra naudojamos tiek toksiškumo, tiek ir audinių inžinerijos tyrimuose. Tuo tikslu, siekėme suformuoti naujo tipo kokultūrą, sudarytą iš žiurkės endotelinių ląstelių pirmtakių (ELP) ir žiurkės nepilnos diferenciacijos raumens kilmės ląstelių (Mio) bei ištirti šios kokultūros savybes. Nanodalelių naudojimas yra sparčiai besivystanti sritis, tačiau duomenų apie jų ilgalaikį poveikį žmogaus organizmui vis dar nepakanka. Nedaug žinoma ir apie nanodalelių poveikį kamieninėms ląstelėms. Todėl antra darbo dalis skirta ZnO, TiO2 nanodalelių ir anglies nanovamzdelių (CnV), plačiai naudojamų pramonėje bei medicinoje, poveikio įvertinimui panaudojant ELP bei Mio ląsteles ir jų kokultūrą. Nustatėme, kad didžiausiu toksiniu poveikiu pasižymėjo ZnO nanodalelės. Tačiau mažesnės šių nanodalelių koncentracijos, atvirkščiai, skatino kokultūros proliferaciją. Jos taip pat veikė ELP ląstelių morfologiją, adheziją, migraciją bei angiogeninį potencialą. CnV akivaizdžiai stiprino ELP bei Mio ląstelių ir jų kokultūros adheziją. Kokultūra buvo atsparesnė TiO2 poveikiui. Taigi, nanodalelių poveikis ELP-Mio kokultūroje skiriasi nuo atskirų ląstelių populiacijų.

Cell co-culture is a better example of tissue structure in vitro than singled out cell populations and show more use in toxicology and tissue engineering. The first our aim was to create a novel type of co-culture based on the rat endothelial progenitor cells (EPC) and rat myogenic progenitor cells (Myo). Nanoparticles is a rapidly developing area, however there is still much remaining to be elucidated concerning their possible health effects. Little is also known about the impact of nanoparticles on stem cells. Therefore, the second part of this thesis is directed at the elucidation of ZnO and TiO2 nanoparticles, and carbon nanotubes (CnT) effect on EPC, Mio cells and their co-culture. Data obtained showed, that ZnO nanoparticles had higher effect on EPC and Mio cells than on their co-culture. However, the smallest tested concentrations of ZnO stimulated the proliferation of co-culture. These nanoparticles had also effect on EPC morphology, adhesion, migration, and angiogenic potential. CnT had remarkable effect on adhesion of tested cell populations. Co-culture was rather resistant to TiO2. Consequently, the effect of nanoparticles on co-culture differs from ELP and Mio cell populations.