Published August 27, 2021 | Version v1
Publication Open

In Vitro Biological Performance of Alginate Hydrogel Capsules for Stem Cell Delivery

Creators

  • 1. Universidade Estadual Paulista (Unesp)
  • 2. Universidade Paulista
  • 3. Universitat Politècnica de València

Description

Encapsulation of biological components in hydrogels is a well described method for controlled drug delivery of proteins, tissue engineering and intestinal colonization with beneficial bacteria. Given the potential of tissue engineering in clinical practice, this study aimed to evaluate the feasibility of encapsulation of adipose tissue-derived mesenchymal stem cells (MSCs) of mules in sodium alginate. We evaluated capsule morphology and cell viability, immunophenotype and release after encapsulation. Circular and irregular pores were observed on the hydrogel surface, in which MSCs were present and alive. Capsules demonstrated good capacity of absorption of liquid and cell viability was consistently high through the time points, indicating proper nutrient diffusion. Flow cytometry showed stability of stem cell surface markers, whereas immunohistochemistry revealed the expression of CD44 and absence of MHC-II through 7 days of culture. Stem cell encapsulation in sodium alginate hydrogel is a feasible technique that does not compromise cell viability and preserves their undifferentiated status, becoming a relevant option to further studies of tridimensional culture systems and in vivo bioactive agents delivery.

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

Translated Description (Arabic)

يعد تغليف المكونات البيولوجية في الهلاميات المائية طريقة موصوفة جيدًا لتوصيل الأدوية الخاضعة للرقابة للبروتينات وهندسة الأنسجة والاستعمار المعوي بالبكتيريا المفيدة. بالنظر إلى إمكانات هندسة الأنسجة في الممارسة السريرية، هدفت هذه الدراسة إلى تقييم جدوى تغليف الخلايا الجذعية الوسيطة المشتقة من الأنسجة الدهنية (MSCs) للبغال في ألجينات الصوديوم. قمنا بتقييم مورفولوجيا الكبسولة وجدوى الخلية والنمط الظاهري المناعي والإطلاق بعد التغليف. لوحظت مسام دائرية وغير منتظمة على سطح الهلام المائي، حيث كانت MSCs موجودة وعلى قيد الحياة. أظهرت الكبسولات قدرة جيدة على امتصاص السائل وكانت حيوية الخلية عالية باستمرار خلال النقاط الزمنية، مما يشير إلى انتشار المغذيات بشكل صحيح. أظهر قياس التدفق الخلوي استقرار علامات سطح الخلايا الجذعية، في حين كشفت الكيمياء النسيجية المناعية عن التعبير عن CD44 وغياب MHC - II خلال 7 أيام من الزراعة. تغليف الخلايا الجذعية في هيدروجيل ألجينات الصوديوم هو تقنية مجدية لا تضر بقدرة الخلية على البقاء وتحافظ على حالتها غير المتمايزة، وتصبح خيارًا مناسبًا لمزيد من الدراسات لأنظمة الاستزراع ثلاثية الأبعاد وفي توصيل العوامل النشطة بيولوجيًا في الجسم الحي.

Translated Description (French)

L'encapsulation de composants biologiques dans des hydrogels est une méthode bien décrite pour l'administration contrôlée de protéines, l'ingénierie tissulaire et la colonisation intestinale avec des bactéries bénéfiques. Compte tenu du potentiel de l'ingénierie tissulaire dans la pratique clinique, cette étude visait à évaluer la faisabilité de l'encapsulation de cellules souches mésenchymateuses (CSM) dérivées du tissu adipeux de mules dans l'alginate de sodium. Nous avons évalué la morphologie de la capsule et la viabilité cellulaire, l'immunophénotype et la libération après encapsulation. Des pores circulaires et irréguliers ont été observés à la surface de l'hydrogel, dans lesquels des CSM étaient présents et vivants. Les gélules ont démontré une bonne capacité d'absorption du liquide et la viabilité cellulaire était constamment élevée au fil du temps, indiquant une bonne diffusion des nutriments. La cytométrie en flux a montré la stabilité des marqueurs de surface des cellules souches, tandis que l'immunohistochimie a révélé l'expression de CD44 et l'absence de CMH-II pendant 7 jours de culture. L'encapsulation des cellules souches dans l'hydrogel d'alginate de sodium est une technique réalisable qui ne compromet pas la viabilité cellulaire et préserve leur statut indifférencié, devenant une option pertinente pour d'autres études sur les systèmes de culture tridimensionnels et l'administration d'agents bioactifs in vivo.

Translated Description (Spanish)

La encapsulación de componentes biológicos en hidrogeles es un método bien descrito para la administración controlada de fármacos de proteínas, la ingeniería de tejidos y la colonización intestinal con bacterias beneficiosas. Dado el potencial de la ingeniería de tejidos en la práctica clínica, este estudio tuvo como objetivo evaluar la viabilidad de la encapsulación de células madre mesenquimales derivadas del tejido adiposo (MSC) de mulas en alginato de sodio. Evaluamos la morfología de la cápsula y la viabilidad celular, el inmunofenotipo y la liberación después de la encapsulación. Se observaron poros circulares e irregulares en la superficie del hidrogel, en los que las MSC estaban presentes y vivas. Las cápsulas demostraron una buena capacidad de absorción de líquido y la viabilidad celular fue consistentemente alta a través de los puntos de tiempo, lo que indica una difusión adecuada de nutrientes. La citometría de flujo mostró estabilidad de los marcadores de superficie de las células madre, mientras que la inmunohistoquímica reveló la expresión de CD44 y la ausencia de MHC-II durante 7 días de cultivo. La encapsulación de células madre en hidrogel de alginato de sodio es una técnica factible que no compromete la viabilidad celular y preserva su estado indiferenciado, convirtiéndose en una opción relevante para futuros estudios de sistemas de cultivo tridimensionales y administración de agentes bioactivos in vivo.

Files

pdf.pdf

Files (2.6 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:ad62473bbee5bfb71bbb071e5020e12c
2.6 MB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
الأداء البيولوجي في المختبر لكبسولات الجينات هيدروجيل لتوصيل الخلايا الجذعية
Translated title (French)
Performance biologique in vitro des capsules d'hydrogel d'alginate pour l'administration de cellules souches
Translated title (Spanish)
Rendimiento biológico in vitro de las cápsulas de hidrogel de alginato para la administración de células madre

Identifiers

Other
https://openalex.org/W3196927763
DOI
10.3389/fbioe.2021.674581

Is supplement to
https://openalex.org/W4389805556 (Other)
https://openalex.org/W3023622355 (Other)
https://openalex.org/W2945572458 (Other)
https://openalex.org/W2890859031 (Other)
https://openalex.org/W2888875135 (Other)
https://openalex.org/W2786308703 (Other)
https://openalex.org/W2503761509 (Other)
https://openalex.org/W2491397912 (Other)
https://openalex.org/W2034048622 (Other)
https://openalex.org/W2033448873 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Brazil

References

  • https://openalex.org/W1713714554
  • https://openalex.org/W1730782230
  • https://openalex.org/W1863075467
  • https://openalex.org/W1919367044
  • https://openalex.org/W1965778335
  • https://openalex.org/W1971500643
  • https://openalex.org/W1979731706
  • https://openalex.org/W1990504726
  • https://openalex.org/W1991508955
  • https://openalex.org/W2012468528
  • https://openalex.org/W2020803551
  • https://openalex.org/W2021555089
  • https://openalex.org/W2031979928
  • https://openalex.org/W2037103614
  • https://openalex.org/W2042709468
  • https://openalex.org/W2046243793
  • https://openalex.org/W2048366953
  • https://openalex.org/W2082591036
  • https://openalex.org/W2093678492
  • https://openalex.org/W2121264071
  • https://openalex.org/W2127958413
  • https://openalex.org/W2172030018
  • https://openalex.org/W2172234231
  • https://openalex.org/W2241370686
  • https://openalex.org/W2297724748
  • https://openalex.org/W2317361810
  • https://openalex.org/W2472050685
  • https://openalex.org/W2551330321
  • https://openalex.org/W2592292495
  • https://openalex.org/W2598473222
  • https://openalex.org/W2621289018
  • https://openalex.org/W2753540386
  • https://openalex.org/W2766569465
  • https://openalex.org/W2794854888
  • https://openalex.org/W2804436828
  • https://openalex.org/W2917951242
  • https://openalex.org/W2924007787
  • https://openalex.org/W2946512541
  • https://openalex.org/W3014885607
  • https://openalex.org/W3047961909
  • https://openalex.org/W4234190050