In vitro induction of regenerative and osteogenic activity of PDLSC cells

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

The restoration of damaged tissues in periodontal diseases is not only a medical problem, but also a social one. Periodontal diseases often entail the loss of a large number of teeth (more than with any other disease of the dentition), as a result, a violation of the act of chewing and speech, a negative effect on the general condition of the body and, as a result, a decrease in the quality of human life. Purpose of the study: to study the regenerative activity of a lyophilized extract of a chicken embryo of various concentrations in the composition of hyaluronic acid in relation to the culture of PDLSC cells in an in vitro experiment. Comparison groups: A solution of 1% unmodified hyaluronic acid containing lyophilized chicken embryo extract in three concentrations: 300 μg/ml, 150 μg/ml, 75 μg/ml. As a control, 1% solution of unmodified hyaluronic acid. Hyaluronic acid is a natural substance that is an important component of the extracellular matrix as a mineralized and non-mineralized tissue. Its use attracts the attention of specialists as an object capable of acquiring new properties with its various modifications. In our laboratory studies, stem cells from a culture of human periodontal disease were used. Periodontitis stem cells (PDLSC periodontal ligament) were discovered in 2004. Cell adhesion and tissue penetration were investigated by impedimetry. Analysis to assess cell viability was carried out using a solution containing a water-soluble tetrazolium salt. Differentiation of osteogenic direction without induction was measured three weeks after dilution of stem cells in traditional culture medium. Staining was carried out according to the Koss method. To assess mineralization, cells were stained with alizarin red, followed by assessment of calcium deposition in them. It was found that the resulting PDLSC cell population during the experiment was heterogeneous and showed healthy fibroblast morphology in all three study groups. Lyophilized extract of chicken embryo as part of a preparation based on hyaluronic acid does not significantly affect the survival and proliferation of PDLSC cells, however, at high concentrations (150 μg/ml and 300 μg/ml) it induces osteogenic activity of cells, increases mineralization without causing calcium deposition, which indicates regenerative activity. Osteogenic transdifferentiation is an attractive way to create cells of osteogenic cellular origin. The results of our study show that they can be used to model bone diseases.

About the authors

Yu. G. Sukhovey

Tyumen Affiliation, Institute of Fundamental and Clinical Immunology; Tyumen Research Centre, Siberian Branch, Russian Academy of Sciences

Email: fake@neicon.ru

PhD, MD (Medicine), Professor, Tyumen Research Centre, Siberian Branch, Russian Academy of Sciences; Director, Tyumen Affiliation, Institute of Fundamental and Clinical Immunology.

Tyumen.

Russian Federation

E. G. Kostolomova

Tyumen Affiliation, Institute of Fundamental and Clinical Immunology; Tumen State Medical University

Author for correspondence.
Email: lenakost@mail.ru

Elena G. Kostolomova - PhD (Biology), Associate Professor, Department of Microbiology, Tyumen State Medical University; Leading Research Associate, Tyumen Affiliation, Institute of Fundamental and Clinical Immunology.

625027, Tyumen, Kotovsky str., 5/2.

Phone: 7 (904) 493-06-74.

Russian Federation

I. G. Unger

Tyumen Affiliation, Institute of Fundamental and Clinical Immunology

Email: irinaunger@yandex.ru

PhD (Medicine), Leading Research Associate, Tyumen Affiliation, Institute of Fundamental and Clinical Immunology.

Tyumen.

Russian Federation

T. V. Akuneeva

Tyumen Affiliation, Institute of Fundamental and Clinical Immunology

Email: tatyana_akuneeva@mail.ru

Senior Research Associate, Tyumen Affiliation, Institute of Fundamental and Clinical Immunology.

Tyumen.

Russian Federation

References

  1. Суховей Ю.Г., Кайгородов Д.Г., Унгер И.Г., Костоломова Е.Г. Средство для регенерации тканей. Патент на изобретение RU 2707186 C1, 25.11.2019. Заявка № 2018131510 от 31.08.2018.
  2. Цепов Л.М., Николаев А.И., Нестерова М.М., Цепова Е.Л., Цепов А.Л. Множественные хронические системные заболевания и патология пародонта // Пародонтология, 2019. Т. 24, № 2. С. 127-131.
  3. Bansal J., Kedige S.D., Anand S. Hyaluronic acid: a promising mediator for periodontal regeneration. Indian J. Dent. Res., 2010, Vol. 21, no. 4, pp. 575-578.
  4. Benjamin R.M. Oral health: the silent epidemic. Public Health Rep., 2010, Vol. 125, pp. 158-159.
  5. Dahlen G., Fejerskov O., Manji F. Current concepts and an alternative perspective on periodontal disease. BMC Oral Health, 2020, Vol. 20, no. 1, 235. doi: 10.1186/s12903-020-01221-4.
  6. Kadar K., Kiraly M., Porcsalmy B., Molnar B., Racz G. Z., Blazsek J., Kallo K., Szabo E.L., Gera I., Gerber G., Varga G. Differentiation potential of stem cells from human dental origin - promise for tissue engineering. J. Physiol. Pharmacol., 2009, Vol. 60 (Suppl. 7), pp. 167-175.
  7. Lu Z., Chen Y., Dunstan C., Roohani-Esfahani S., Zreiqat H. Priming adipose stem cells with tumor necrosis factor-alpha preconditioning potentiates their exosome efficacy for bone regeneration. Tissue. Eng Part A, 2017, Vol. 23, pp. 1212-1220.
  8. Mathur S., Chopra R., Pandit I.K., Srivastava N., Gugnani N. Stem cell research: applicability in dentistry. Int. J. Oral Maxillofac. Implants, 2014, Vol. 29, no. 2, pp. e210-e219.
  9. Pablo P., Chapple I.L., Buckley C.D., Dietrich T. Periodontitis in systemic rheumatic diseases. Nat. Rev. Rheumatol., 2009, Vol. 5, pp. 218-224.
  10. Seo B.M., Miura M., Gronthos S., Bartold P.M., Batouli S., Brahim J., Young M., Robey P.G., Wang C.-Y., Shi S. Investigation of multipotent postnatal stem cells from human periodontal ligament. Lancet, 2004, Vol. 364, no. 9429, pp. 149-155.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML

Copyright (c) 2021 Sukhovey Y.G., Kostolomova E.G., Unger I.G., Akuneeva T.V.

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».