Published March 4, 2022 | Version v1
Publication Open

Assessing the bone-healing potential of bone marrow mesenchymal stem cells in jawbone osteoporosis in albino rats

Creators

  • 1. Cairo University
  • 2. Misr International University
  • 3. Badr University in Cairo

Description

Osteoporosis is one of the most common yet difficult to treat diseases. It affects millions of people and costs the health care systems billions worldwide. All of the available kinds of pharmacological treatment have multiple side effects, which is why a need for safer treatment options has emerged.This study aimed to assess the bone-healing potential of bone marrow mesenchymal stem cells (BM‑MSCs) in jawbone osteoporosis in Wistar albino rats.Osteoporosis was induced with a daily intraperitoneal injection of 200 μg/100 g dexamethasone for 1 month. The rats were then randomly distributed into 2 groups: the osteoporotic group (left untreated); and the BM‑MSCs group (received an intravenous injection of 50 million cultured BM‑MSCs). Half of the rats from each group were sacrificed 2 weeks and the other half 6 weeks after the introduction of treatment. Bone regeneration was assessed by means of dual-energy X-ray absorptiometry (DEXA), real-time polymerase chain reaction (RT‑PCR), as well as the histopathological and histomorphometric analyses.As for the 1st sacrifice time, there were no significant differences between the osteoporotic and BM‑MSCs groups with regard to all parameters except for bone mineral density (BMD), which was significantly higher in the BM‑MSCs group. Regarding the 2nd sacrifice time, the DEXA analysis showed a significant increase in BMD in the BM‑MSCs group (p < 0.001). The RT‑PCR analysis showed a significant decrease in RANKL gene expression (p < 0.001) and a significant increase in OPG gene expression (p < 0.001) in the BM‑MSCs group. In addition, the histopathological examination of the BM‑MSCs group showed pronounced healing progress in the jawbone microarchitecture. The histomorphometric analysis also revealed that the bone area percentage significantly increased in the BM‑MSCs group (p < 0.001).This study proved that BM‑MSCs could be effective in the treatment of osteoporosis.

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

Translated Description (Arabic)

هشاشة العظام هي واحدة من أكثر الأمراض شيوعًا ولكن من الصعب علاجها. إنه يؤثر على ملايين الأشخاص ويكلف أنظمة الرعاية الصحية مليارات الدولارات في جميع أنحاء العالم. جميع أنواع العلاج الدوائي المتاحة لها آثار جانبية متعددة، وهذا هو السبب في ظهور الحاجة إلى خيارات علاج أكثر أمانًا. تهدف هذه الدراسة إلى تقييم إمكانات التئام العظام للخلايا الجذعية الوسيطة لنخاع العظم (BM‑MSCs) في هشاشة العظام في عظام الفك في الفئران البيضاء ويستار. تم إحداث هشاشة العظام عن طريق الحقن اليومي داخل الصفاق من 200 ميكروغرام/100 غرام ديكساميثازون لمدة شهر واحد. ثم تم توزيع الفئران بشكل عشوائي إلى مجموعتين: مجموعة هشاشة العظام (تركت دون علاج )؛ ومجموعة BM-MSCs (تلقت حقنة وريدية من 50 مليون BM-MSCs مستزرعة). تم التضحية بنصف الفئران من كل مجموعة بعد أسبوعين والنصف الآخر بعد 6 أسابيع من تقديم العلاج. تم تقييم تجديد العظام عن طريق قياس امتصاص الأشعة السينية ثنائي الطاقة (DEXA)، وتفاعل سلسلة البلمرة في الوقت الفعلي (RT‑PCR)، بالإضافة إلى التحليلات النسيجية المرضية والنسيجية. بالنسبة لوقت التضحية الأول، لم تكن هناك اختلافات كبيرة بين مجموعات هشاشة العظام و BM‑ MSCS فيما يتعلق بجميع المعلمات باستثناء كثافة المعادن في العظام (BMD)، والتي كانت أعلى بكثير في مجموعة BM‑ MSCS. فيما يتعلق بوقت التضحية الثاني، أظهر تحليل DEXA زيادة كبيرة في BMD في مجموعة BM-MSCs (p < 0.001). أظهر تحليل RT‑PCR انخفاضًا كبيرًا في التعبير الجيني RANKL (p < 0.001) وزيادة كبيرة في التعبير الجيني OPG (p < 0.001) في مجموعة BM‑ MSCS. بالإضافة إلى ذلك، أظهر الفحص النسيجي لمجموعة BM- MSCS تقدمًا واضحًا في الشفاء في الهندسة المعمارية الدقيقة لعظم الفك. كشف التحليل النسيجي الشكلي أيضًا أن نسبة مساحة العظام زادت بشكل كبير في مجموعة BM-MSCs (p < 0.001). أثبتت هذه الدراسة أن BM-MSCs يمكن أن تكون فعالة في علاج هشاشة العظام.

Translated Description (French)

L'ostéoporose est l'une des maladies les plus courantes mais difficiles à traiter. Elle affecte des millions de personnes et coûte des milliards aux systèmes de santé du monde entier. Tous les types de traitement pharmacologique disponibles ont de multiples effets secondaires, c'est pourquoi un besoin d'options de traitement plus sûres est apparu. Cette étude visait à évaluer le potentiel de guérison osseuse des cellules souches mésenchymateuses de la moelle osseuse (BM‑MSC) dans l'ostéoporose de la mâchoire chez les rats albinos Wistar. L'ostéoporose a été induite par une injection intrapéritonéale quotidienne de 200 μg/100 g de dexaméthasone pendant 1 mois. Les rats ont ensuite été répartis au hasard en 2 groupes : le groupe ostéoporotique (non traité) ; et le groupe BM‑MSCS (a reçu une injection intraveineuse de 50 millions de BM‑MSCs cultivés). La moitié des rats de chaque groupe ont été sacrifiés 2 semaines et l'autre moitié 6 semaines après l'introduction du traitement. La régénération osseuse a été évaluée au moyen de l'absorptiométrie à rayons X à double énergie (DEXA), de la réaction en chaîne de la polymérase en temps réel (RT-PCR), ainsi que des analyses histopathologiques et histomorphométriques. Comme pour le 1er temps de sacrifice, il n'y avait pas de différences significatives entre les groupes ostéoporotique et BM-MSC en ce qui concerne tous les paramètres, à l'exception de la densité minérale osseuse (DMO), qui était significativement plus élevée dans le groupe BM-MSC. En ce qui concerne le 2ème temps de sacrifice, l'analyse DEXA a montré une augmentation significative de la DMO dans le groupe BM‑MSCS (p < 0,001). L'analyse RT‑PCR a montré une diminution significative de l'expression du gène RANKL (p < 0,001) et une augmentation significative de l'expression du gène OPG (p < 0,001) dans le groupe BM‑MSCS. De plus, l'examen histopathologique du groupe BM‑MSCS a montré des progrès de guérison prononcés dans la microarchitecture de la mâchoire. L'analyse histomorphométrique a également révélé que le pourcentage de surface osseuse augmentait significativement dans le groupe BM‑MSCS (p < 0,001). Cette étude a prouvé que les BM‑MSCS pouvaient être efficaces dans le traitement de l'ostéoporose.

Translated Description (Spanish)

La osteoporosis es una de las enfermedades más comunes pero difíciles de tratar. Afecta a millones de personas y le cuesta a los sistemas de atención médica miles de millones en todo el mundo. Todos los tipos de tratamiento farmacológico disponibles tienen múltiples efectos secundarios, por lo que ha surgido la necesidad de opciones de tratamiento más seguras. Este estudio tuvo como objetivo evaluar el potencial de curación ósea de las células madre mesenquimales de la médula ósea (BM-MCM) en la osteoporosis mandibular en ratas albinas Wistar. La osteoporosis se indujo con una inyección intraperitoneal diaria de 200 μg/100 g de dexametasona durante 1 mes. Las ratas se distribuyeron aleatoriamente en 2 grupos: el grupo osteoporótico (no tratado); y el grupo de BM-MCM (recibió una inyección intravenosa de 50 millones deBM-MCM cultivadas). La mitad de las ratas de cada grupo se sacrificaron 2 semanas y la otra mitad 6 semanas después de la introducción del tratamiento. La regeneración ósea se evaluó mediante absorciometría de rayos X de energía dual (DEXA), reacción en cadena de la polimerasa en tiempo real (RT‑PCR), así como los análisis histopatológicos e histomorfométricos. En cuanto al primer tiempo de sacrificio, no hubo diferencias significativas entre los grupos osteoporóticos y BM‑MSC con respecto a todos los parámetros, excepto la densidad mineral ósea (BMD), que fue significativamente mayor en el grupo BM‑MSC. Con respecto al segundo tiempo de sacrificio, el análisis DEXA mostró un aumento significativo de la DMO en el grupo BM-MSC (p < 0,001). El análisis de RT‑PCR mostró una disminución significativa en la expresión génica de RANKL (p < 0.001) y un aumento significativo en la expresión génica de OPG (p < 0.001) en el grupo de BM‑MSC. Además, el examen histopatológico del grupo de BM-MCM mostró un progreso de curación pronunciado en la microarquitectura de la mandíbula. El análisis histomorfométrico también reveló que el porcentaje de área ósea aumentó significativamente en el grupo de BM-MCM (p < 0,001). Este estudio demostró que las BM-MCM podrían ser eficaces en el tratamiento de la osteoporosis.

Files

75.pdf.pdf

Files (2.4 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
md5:81a049ef2ccd80fd1fed11fbdd9950cc
2.4 MB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
تقييم إمكانات التئام العظام للخلايا الجذعية لنخاع العظم في هشاشة العظام في عظم الفك في الفئران البيضاء
Translated title (French)
Évaluation du potentiel de guérison osseuse des cellules souches mésenchymateuses de la moelle osseuse dans l'ostéoporose de la mâchoire chez les rats albinos
Translated title (Spanish)
Evaluación del potencial de curación ósea de las células madre mesenquimales de la médula ósea en la osteoporosis de la mandíbula en ratas albinas

Identifiers

Other
https://openalex.org/W4220765388
DOI
10.17219/dmp/139200

Is supplement to
https://openalex.org/W4245460973 (Other)
https://openalex.org/W3185137146 (Other)
https://openalex.org/W261798218 (Other)
https://openalex.org/W2358157500 (Other)
https://openalex.org/W2153052119 (Other)
https://openalex.org/W2067693794 (Other)
https://openalex.org/W2026854426 (Other)
https://openalex.org/W1990941510 (Other)
https://openalex.org/W1909034630 (Other)
https://openalex.org/W1511775759 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Egypt

References

  • https://openalex.org/W1988694418
  • https://openalex.org/W2007396170
  • https://openalex.org/W2015660898
  • https://openalex.org/W2025371271
  • https://openalex.org/W2026540510
  • https://openalex.org/W2040433735
  • https://openalex.org/W2040645421
  • https://openalex.org/W2060291986
  • https://openalex.org/W2064015027
  • https://openalex.org/W2080157579
  • https://openalex.org/W2100476044
  • https://openalex.org/W2114022957
  • https://openalex.org/W2132389399
  • https://openalex.org/W2155769670
  • https://openalex.org/W2157407552
  • https://openalex.org/W2158952295
  • https://openalex.org/W2221677062
  • https://openalex.org/W2261961469
  • https://openalex.org/W2412048855
  • https://openalex.org/W2474102470
  • https://openalex.org/W2596948781
  • https://openalex.org/W2605743908
  • https://openalex.org/W2808973838
  • https://openalex.org/W2952954197
  • https://openalex.org/W2974520229
  • https://openalex.org/W2984483284
  • https://openalex.org/W2996485450
  • https://openalex.org/W3007799134
  • https://openalex.org/W3009230704
  • https://openalex.org/W3018911216
  • https://openalex.org/W3100110852