Ο ρόλος των βλαστικών κυττάρων του οδοντικού πολφού στην αναγεννητική ικανότητα του συστήματος οδοντίνης πολφού
Creators: name: Κωδωνάς, Κωνσταντίνος Χ.
Publisher: name: Aristotle University of Thessaloniki
Year: 2012
Subjects: Βλαστικά κύτταρα
Μηχανική των ιστών
Οδοντικός πολφός
Οδοντίνη
Dental pulp
Dentin
Stem cells
Tissue engineering

description: Σκοπός: Σκοπός της συγκεκριμένης μελέτης ήταν ο ιστολογικός και ανοσοϊστοχημικός έλεγχος της αναγεννητικής ικανότητας αυτόλογων βλαστικών κυττάρων του οδοντικού πολφού πειραματόζωων μετά την εμφύτευσή τους στο μετεξακτικό φατνίο χρησιμοποιώντας την υβριδική μέθοδο εμφυτευμάτων ριζών. Μέθοδος: Κάθε πειραματικό στάδιο πραγματοποιήθηκε μετά από έγκριση της Διεύθυνσης Κτηνιατρικής Βορείου Ελλάδος και της Επιτροπής Δεοντολογίας της Οδοντιατρικής Σχολής Α.Π.Θ. Το πρώτο στάδιο της μελέτης περιελάμβανε την απομόνωση και in vitro χαρακτηρισμό πολφικών βλαστικών κυττάρων. Τα κύτταρα απομονώθηκαν από τον οδοντικό πολφό εγκλείστων μόνιμων προγομφίων και μερικώς διαπλασμένων κεντρικών τομέων τριών πειραματόζωων (χοίρων) ηλικίας 7 μηνών και στη συνέχεια καταψύχθηκαν σε υγρό άζωτο για χρονικό διάστημα ενός έτους. Πριν τη ψύξη πραγματοποιήθηκε ο in vitro ποσοτικός και ποιοτικός χαρακτηρισμός των κυττάρων και περιελάμβανε α) τον έλεγχο του αριθμού των βλαστικών κυττάρων ανά δείγμα δοντιού, β) τον έλεγχο σύνδεσης με ειδικά επιφανειακά αντισώματα που αποτελούν δείκτες μεσεγχυματικών βλαστικών κυττάρων με κυτταρομετρία ροής και τέλος γ) την ανοσοϊστοχημική έκφραση των μοριακών δεικτών του οδοντικού μεσεγχύματος, της τενασίνης και της συντεκάνης σε τομές 2 δοντιών (προγομφίων) στο στάδιο διάπλασης ρίζας. Στο δεύτερο στάδιο της μελέτης, ένα χρόνο αργότερα, πραγματοποιήθηκε ο in vivo χαρακτηρισμό τους. Συγκεκριμένα, τα κύτταρα αυτά αφού τοποθετήθηκαν στο εσωτερικό κενών ριζικών σωλήνων που προέκυψαν μετά από εξαγωγή κεντρικών και πλαγίων τομέων της άνω και κάτω γνάθου, εμφυτεύτηκαν στο μετεξακτικό φατνίο των ίδιων πειραματόζωων. Σαν ικριώματα στήριξης χρησιμοποιήθηκαν τόσο οργανικού τύπου (κολλαγόνο), όσο και συνθετικού τύπου (PLGA). Η ιστολογική και ανοσοϊστοχημική ανάλυση πραγματοποιήθηκε μετά από 6 και 10 εβδομάδες. Αποτελέσματα: Συνολικά απομονώθηκαν 3 - 15 x 106 βλαστικά κύτταρα από κάθε δόντι πειραματόζωου. Βάσει της κυτταρομετρίας ροής τα βλαστικά κύτταρα του οδοντικού πολφού βρέθηκαν να είναι έντονα θετικά για το αντίσωμα CD90, θετικά για τα CD105 και CD146 και αρνητικά για το STRO-1. Το μόριο της τενασίνης δείχνει να εκφράζεται στο σύνολο του πολφικού ιστού και ιδιαίτερα στη ζώνη των οδοντινοβλαστών και το μόριο της συντεκάνης στην υπο-οδοντινοβλαστική περιοχή κατά μήκος της νεοαποτιθέμενης προοδοντίνης. Κανένα από τα δύο οδοντογενή μόρια δεν εκφράζεται στη περιοχή της ακρορριζικής θηλής. Κατά το δεύτερο στάδιο του in vivo χαρακτηρισμού παρατηρήθηκαν τα εξής: Αριθμός εμφυτευμάτων βρέθηκε να έχει ανατείλει μυλικότερα του βάθους τοποθέτησης. Στο σύνολο σχεδόν των εμφυτευμάτων παρατηρήθηκαν περιοχές εξωτερικής απορρόφησης ρίζας. Έξι εβδομάδες μετεγχειρητικά η κεντρική περιοχή του ριζικού σωλήνα περιελάμβανε πληθυσμούς κυβοειδών κυττάρων που κάλυπταν τους κενούς χώρους μεταξύ οδοντίνης και υπολειμμάτων του ικριώματος. Παράλληλα, παρατηρήθηκε κατά τόπους εναπόθεση οργανικής ουσίας στα εσωτερικά τοιχώματα του ριζικού σωλήνα από μη πολωμένα κυβοειδή κύτταρα. Στα δείγματα των 10 εβδομάδων, παρατηρήθηκε η εναπόθεση οργανικού υποστρώματος κατά μήκος της εσωτερικής επιφάνειας του ριζικού σωλήνα με δύο βασικές διαφορές: αφενός η παραγωγή και εναπόθεσή του ήταν συνεχής και ιδίου πάχους σε όλο το μήκος του εσωτερικού του ριζικού σωλήνα και αφετέρου παρατηρήθηκε καλά οργανωμένη συνεχής στοιβάδα πολωμένων κυλινδρικού σχήματος κυττάρων (δίκην-οδοντινοβλαστών) σε επαφή με την εναπόθεση ιστού. Συμπεράσματα: Το πειραματικό μοντέλο που προτείνεται μέσα από τη μελέτη αυτή μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη μελέτη του δυναμικού οργάνωσης, διαφοροποίησης και βιοσυνθετικής δραστηριότητας των προγονικών βλαστικών κυττάρων του οδοντικού πολφού.
description: Objectives: The purpose of the present study was to present histological and immunohistochemical evidence demonstrating the regenerative capacity of swine dental pulp stem cells (S-DPSCs) seeded on organic or synthetic scaffolds and implanted as hybrid root implants in the jaw bone of mini pigs. Methods: Immature permanent incisor teeth and unerupted premolars at the early root-forming stage were extracted from three seven-month-old mini-pigs and mesenchymal stem / progenitor cells were isolated from dental pulp. Cells were cryopreserved in liquid nitrogen. Τeeth were processed for histological analysis in serial sections. Relationships between the anatomical zones of dental mesenchyme at the root apex were morphologically evaluated in hematoxylin-eosin and immunohistochemically stained for Tenascin-C and Syndecan-1 sections. A year later, new permanent incisor and premolar teeth were extracted, pulp tissue was removed and pieces of root canals of the extracted teeth, containing collagen or PLGA scaffolds seeded with the autologous cryopreserved DPSCs, were implanted into the fresh post-extraction socket of the mini pig jaw. The resulting constructs were harvested after 6 and 10 weeks and evaluated by histological and mmunohistochemical analyses. Results: Stem / progenitor cells isolated either from dental pulp or apical papilla tissue were found to be positive for CD90, CD105 and CD146 and negative for STRO-1. Syndecan-1 immunostaining was detected in the odontoblastic layer along the newly deposited root dentine and the dental pulp around the capillaries. Tenascin-C was intensely expressed in the subodontoblastic cell region along the newly deposited root dentine and the whole dental pulp parenchyme. Apical papilla and dental follicle were negative for both antibodies. 6 weeks postoperatively, the central canal space of the root implants showed degrading scaffold material. New extracellular matrix had been deposited in a polar predentin-like pattern on the canal dentinal walls by cuboidal non-polarized cells. 10 weeks postoperatively, newly formed organic matrix had been consistently deposited on the canal walls. The presence of a continuous layer of polarized cells showing typical columnar morphology, adjacent to the newly deposited organic matrix was evident. Conclusions: The interactions of S-DPSCs with the dentin matrix of roots implanted in the jawbone of mini pigs constitute a model to study in vivo organization and differentiation potential of DPSCs. Expression patterns of the molecules Tenascin and Syndecan are very different between dental pulp and apical papilla tissues. Furthermore, it seems evident that cell surface markers are not able to identify by flow cytometry, individual dental stem / progenitor cell populations isolated from developmentally different areas.