Karakterisatie van priming mechanismen voor bot engineering op cellulair en moleculair niveau

Botfracturen zijn wereldwijd de meest voorkomende vorm van trauma. In ongeveer 5% van alle gevallen faalt het bothelingsproces. Dit leidt tot een zogenaamd non-union­ defect. Deze kan veroorzaakt worden door een gebrek aan potente skeletale progenitorcellen ter hoogte van de breuk. Momenteel is geen betrouwbare behandeling beschikbaar voor deze patiënten. Tissue engineering (TE) is daarom een veelbelovend alternatief. De huidige protocollen voor celexpansie in TE zijn echter gebaseerd op media die (rund-) serum bevatten, omwille van de proliferatieve effecten. Dit beperkt rechtstreeks de klinische toepasbaarheid aangezien rundserum xenogeen is en bekend staat voor de lot-tot-lot variabiliteit.

Om dit probleem te overwinnen heeft ons lab recentelijk een serum-vrij in vitro priming protocol ontwikkeld, gebaseerd op een chemisch-gedefinieerd medium (CDM) dat het progenitorpotential van geëxpandeerde humane periosteum-afgeleide cellen (hPDCs) verhoogt. Het gebruik van het serum-vrij medium heeft verschillende voordelen ten opzichte van media op basis van serum zoals lot-tot-lot consistentie, biologische uniformiteit en de afwezigheid van xenogene agentia. De huidige formulering van het CDM is daarenboven vrij van groeifactoren en dus bijzonder geschikt voor de gecontroleerde cultuur van progenitorcellen en het onderzoek naar cellulaire en moleculaire processen.

In dit project zal een developmental engineering benadering gecombineerd worden met geavanceerde next-generation sequencing technologie om de effecten van serum-vrij primen op de cellulaire staat van hPDCs te analyseren. De callus zal gekarakteriseerd worden als referentie en criterium de biologische relevantie van de geïdentificeerde celstaten. In een laatste stap plannen we om deze uitgebreide datasets te gebruiken voor het selecteren van de essentiële liganden voor het onderhouden van het osteochondrale progenitorpotentiaal van hPDCs in vitro en het formuleren van een serum-vrij medium voor hun expansie.