The Effect of 5 Proteins On DPPSC (Dental Pulp Pluripotent Stem Cells) For Osteoblast Differentiation Proliferation In 3D

Abstract

Bone-tissue engineering is a therapeutic target in the field of dental implant and orthopaedic surgery. It is therefore essential to find a microenvironment that enhances the growth and differentiation of osteoblasts both from mesenchymal stem cells (MSCs) and those derived from dental pulp (DPSC). The aim of this research is to determine the relationship among the proteins fibronectin (FN), bone morphogenetic protein 2 (BMP2) osteopontin (OPN), tenascin C (TNC) and bone sialoprotein (BSP) and their ability to coat different types of biomaterials and surfaces to enhance osteoblast differentiation. To evaluate the osteogenic capacities of dental pulp pluripotent stem cells (DPPSC) and dental pulp mesenchymal stem cells (DPMSC), DPPSC and DPMSC were cultured on bio-coating of 5 different types of proteins 20 days. We performed quantification of alkaline phosphatase and Ca2+ in the medium and RT-PCR with osteogenic marker (Col I, BMP2 and OCN). SEM images corresponding to OPN and TNC group were performed. After that we tested the strength of scaffold in all groups. The result represents DPPSC seeded on 3d scaffold coated with OPN has the highest osteoinduction. DPMSC seeded on 3d scaffold coated with BMP2 has highest osteoinduction. We suggest that DPMSC is more suitable for bone regeneration than DPPSC. However, for dental implant placement or trauma, we prefer trabecular bone with great blood supply, thus, bone regeneration from DPPSC may get a better result. DPPSC is a new strategy to regenerate bone. We are coming closer to provide bone regeneration by using DPPSC.

La ingeniería de tejido óseo es un objetivo terapéutico en el campo de la cirugía de implante dental y ortopédica. Por lo tanto, es esencial encontrar un microambiente que mejora el crecimiento y la diferenciación osea, tanto a partir de células madre mesenquimales (MSC) y los derivados de pulpa dentaria (DPSC). El objetivo de esta investigación es determinar la relación entre las proteínas de la fibronectina (FN), la proteína morfogenética ósea (BMP-2), la osteopontina (OPN), la tenascina (TN) y la sialoproteína ósea (BSP). Y su capacidad para recubrir diferentes tipos de biomateriales y superficies para mejorar la diferenciación de osteoblastos. Para evaluar la capacidad osteogénica de DPPSC y DPMSC, DPPSC y DPMSC fueron cultivadas en bio-capa de 5 tipos diferentes de proteínas durante 20 días. Se realizó la cuantificación de calcio (Ca2+), la actividad de fosoto alkalina (ALP) y qRT-PCR de marcadores oseos como Col I, BMP2 y OCN. Se han realizado imágenes de microscopia electrónica (SEM) correspondientes al grupo OPN y el grupo TNC. Tambien se ha realizado la medicion de la resistencia de fractura de los andamios de todos los grupos. El resultado obtenido en esta tesis representa que las DPPSC cultivadas y diferenciadas a hueso en andamio cubierto con OPN tiene la mayor osteoinducción que las restos de muestras. Y las DPMSC cultivadas y diferenciadas a hueso en andamio cubierto con BMP2 tienen más alta osteoinducción. Sugerimos que DPMSC es más adecuado para la regeneración ósea de DPPSC. Sin embargo, para la colocación de implantes dentales o casos de trauma, preferimos hueso trabecular con gran suministro de sangre, por lo tanto, la regeneración ósea de DPPSC puede obtener un mejor resultado. DPPSC es una nueva estrategia para regenerar hueso. Nos estamos acercando a proporcionar la regeneración ósea mediante DPPSC.