Published March 22, 2024 | Version v1
Publication Open

Photobiomodulation and low-intensity pulsed ultrasound synergistically enhance dental mesenchymal stem cells viability, migration and differentiation: an invitro study

Creators

  • 1. British University in Egypt
  • 2. Queen's University Belfast

Description

Novel methods and technologies that improve mesenchymal stem cells (MSCs) proliferation and differentiation properties are required to increase their clinical efficacy. Photobiomodulation (PBM) and low-intensity pulsed ultrasound (LIPUS) are two strategies that can be used to enhance the regenerative properties of dental MSCs. This study evaluated the cytocompatibility and osteo/odontogenic differentiation of dental pulp, periodontal ligament, and gingival MSCs after stimulation by either PBM or LIPUS and their combined effect. MTT assay, cell migration assay, osteo/odontogenic differentiation by AR staining and ALP activity, and expression of osteo/odontogenic markers (OPG, OC, RUNX2, DSPP, DMP1) by RT-qPCR were evaluated. Statistical analysis was performed using ANOVA, followed by Tukey's post hoc test, with a p-value of less than 0.05 considered significant. The results showed that combined stimulation by PBM and LIPUS resulted in significantly the highest viability of MSCs, the fastest migration, the most dense AR staining, the most increased ALP activity, and the most elevated levels of osteogenic and odontogenic markers. The synergetic stimulation of PBM and LIPUS can be utilized in cell-based regenerative approaches to promote the properties of dental MSCs.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

هناك حاجة إلى طرق وتقنيات جديدة لتحسين تكاثر الخلايا الجذعية الوسيطة (MSCs) وخصائص التمايز لزيادة فعاليتها السريرية. التعديل الحيوي الضوئي (PBM) والموجات فوق الصوتية النبضية منخفضة الكثافة (LIPUS) هما استراتيجيتان يمكن استخدامهما لتعزيز الخصائص التجددية لـ MSCs السنية. قيمت هذه الدراسة التوافق الخلوي والتمايز العظمي/السني المنشأ للب الأسنان، ورباط اللثة، و MSCs اللثوية بعد التحفيز إما عن طريق PBM أو LIPUS وتأثيرها المشترك. تم تقييم اختبار MTT، ومقايسة هجرة الخلايا، وتمايز osteo/odontogenic عن طريق تلطيخ AR ونشاط ALP، والتعبير عن علامات osteo/odontogenic (OPG، OC، RUNX2، DSPP، DMP1) بواسطة RT - qPCR. تم إجراء التحليل الإحصائي باستخدام ANOVA، يليه اختبار توكي اللاحق، بقيمة p أقل من 0.05 تعتبر مهمة. أظهرت النتائج أن التحفيز المشترك بواسطة PBM و LIPUS أدى بشكل كبير إلى أعلى قابلية للبقاء من MSCs، وأسرع هجرة، وأكثر تلطيخ للواقع المعزز كثافة، وأكثر نشاط ALP زيادة، وأعلى مستويات علامات العظام والأسنان. يمكن استخدام التحفيز التآزري لـ PBM و LIPUS في مناهج التجديد القائمة على الخلايا لتعزيز خصائص MSCs للأسنان.

Translated Description (French)

De nouvelles méthodes et technologies qui améliorent les propriétés de prolifération et de différenciation des cellules souches mésenchymateuses (CSM) sont nécessaires pour augmenter leur efficacité clinique. La photobiomodulation (PBM) et les ultrasons pulsés de faible intensité (LIPUS) sont deux stratégies qui peuvent être utilisées pour améliorer les propriétés régénératrices des MSC dentaires. Cette étude a évalué la cytocompatibilité et la différenciation ostéo/odontogène de la pulpe dentaire, du ligament parodontal et des CSM gingivaux après stimulation par PBM ou LIPUS et leur effet combiné. Le test MTT, le test de migration cellulaire, la différenciation ostéo/odontogène par coloration AR et activité ALP, et l'expression des marqueurs ostéo/odontogènes (OPG, OC, RUNX2, DSPP, DMP1) par RT-qPCR ont été évalués. L'analyse statistique a été réalisée à l'aide de l'ANOVA, suivie du test post hoc de Tukey, avec une valeur de p inférieure à 0,05 considérée comme significative. Les résultats ont montré que la stimulation combinée par PBM et LIPUS entraînait significativement la viabilité la plus élevée des CSM, la migration la plus rapide, la coloration AR la plus dense, l'activité ALP la plus accrue et les niveaux les plus élevés de marqueurs ostéogéniques et odontogéniques. La stimulation synergique de PBM et de LIPUS peut être utilisée dans des approches régénératives à base de cellules pour promouvoir les propriétés des MSC dentaires.

Translated Description (Spanish)

Se requieren nuevos métodos y tecnologías que mejoren las propiedades de proliferación y diferenciación de las células madre mesenquimales (MSC) para aumentar su eficacia clínica. La fotobiomodulación (PBM) y el ultrasonido pulsado de baja intensidad (LIPUS) son dos estrategias que se pueden utilizar para mejorar las propiedades regenerativas de las MSC dentales. Este estudio evaluó la citocompatibilidad y la diferenciación osteo/odontogénica de la pulpa dental, el ligamento periodontal y las MSC gingivales después de la estimulación con PBM o LIPUS y su efecto combinado. Se evaluó el ensayo MTT, el ensayo de migración celular, la diferenciación osteo/odontogénica mediante tinción AR y actividad ALP, y la expresión de marcadores osteo/odontogénicos (OPG, OC, RUNX2, DSPP, DMP1) mediante RT-qPCR. El análisis estadístico se realizó mediante ANOVA, seguido de la prueba post hoc de Tukey, con un valor p inferior a 0,05 considerado significativo. Los resultados mostraron que la estimulación combinada por PBM y LIPUS dio como resultado significativamente la mayor viabilidad de las MSC, la migración más rápida, la tinción de AR más densa, la mayor actividad de ALP y los niveles más elevados de marcadores osteogénicos y odontogénicos. La estimulación sinérgica de PBM y LIPUS se puede utilizar en enfoques regenerativos basados en células para promover las propiedades de las MSC dentales.

Files

s10266-024-00920-6.pdf.pdf

Files (3.1 MB)

⚠️ Please wait a few minutes before your translated files are ready ⚠️ Note: Some files might be protected thus translations might not work.
Name Size Download all
md5:c6802ba7e5a85a6220c70ed870357110
3.1 MB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
التعديل الحيوي الضوئي والموجات فوق الصوتية النبضية منخفضة الكثافة يعززان بشكل تآزري حيوية الخلايا الجذعية الوسيطة السنية والهجرة والتمايز: دراسة INVITRO
Translated title (French)
La photobiomodulation et les ultrasons pulsés de faible intensité améliorent de manière synergique la viabilité, la migration et la différenciation des cellules souches mésenchymateuses dentaires : une étude invitro
Translated title (Spanish)
La fotobiomodulación y el ultrasonido pulsado de baja intensidad mejoran sinérgicamente la viabilidad, la migración y la diferenciación de las células madre mesenquimales dentales: un estudio in vitro

Identifiers

Other
https://openalex.org/W4393082209
DOI
10.1007/s10266-024-00920-6

Is supplement to
https://openalex.org/W4391581497 (Other)
https://openalex.org/W4391145012 (Other)
https://openalex.org/W4386033549 (Other)
https://openalex.org/W3177635032 (Other)
https://openalex.org/W3160800744 (Other)
https://openalex.org/W3147398700 (Other)
https://openalex.org/W3123166674 (Other)
https://openalex.org/W3092004326 (Other)
https://openalex.org/W3091858622 (Other)
https://openalex.org/W3008365814 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Egypt

References

  • https://openalex.org/W1965580978
  • https://openalex.org/W2000891475
  • https://openalex.org/W2044242789
  • https://openalex.org/W2070786987
  • https://openalex.org/W2087103763
  • https://openalex.org/W2107989515
  • https://openalex.org/W2109916620
  • https://openalex.org/W2118502916
  • https://openalex.org/W2141315139
  • https://openalex.org/W2166765590
  • https://openalex.org/W2263001598
  • https://openalex.org/W2331462015
  • https://openalex.org/W2412017310
  • https://openalex.org/W2414212658
  • https://openalex.org/W2520992530
  • https://openalex.org/W2587742119
  • https://openalex.org/W2591482346
  • https://openalex.org/W2626013572
  • https://openalex.org/W2797903287
  • https://openalex.org/W2799340219
  • https://openalex.org/W2807411383
  • https://openalex.org/W2808355836
  • https://openalex.org/W2883121408
  • https://openalex.org/W2898330566
  • https://openalex.org/W2907285117
  • https://openalex.org/W2917882218
  • https://openalex.org/W2920740257
  • https://openalex.org/W2945708810
  • https://openalex.org/W2946437165
  • https://openalex.org/W2953365941
  • https://openalex.org/W2957049880
  • https://openalex.org/W2976537818
  • https://openalex.org/W2996628719
  • https://openalex.org/W3000678073
  • https://openalex.org/W3004843718
  • https://openalex.org/W3031037700
  • https://openalex.org/W3043861550
  • https://openalex.org/W3080615323
  • https://openalex.org/W3088744244
  • https://openalex.org/W3113331072
  • https://openalex.org/W3115754744
  • https://openalex.org/W3120706774
  • https://openalex.org/W3123570439
  • https://openalex.org/W3130982561
  • https://openalex.org/W3151773320
  • https://openalex.org/W3153066223
  • https://openalex.org/W3154681559
  • https://openalex.org/W3158921855
  • https://openalex.org/W3162843749
  • https://openalex.org/W3194658675
  • https://openalex.org/W3208912071
  • https://openalex.org/W4206824267
  • https://openalex.org/W4206902646
  • https://openalex.org/W4214510294
  • https://openalex.org/W4223607624
  • https://openalex.org/W4225654723
  • https://openalex.org/W4225998396
  • https://openalex.org/W4281563734
  • https://openalex.org/W4298002974
  • https://openalex.org/W4307684342
  • https://openalex.org/W4308720333
  • https://openalex.org/W4327741333
  • https://openalex.org/W4362718270
  • https://openalex.org/W4385226528
  • https://openalex.org/W4385383014
  • https://openalex.org/W4387357165
  • https://openalex.org/W4389397543