Spreading and proliferation of cultured rat bone marrow stromal cells on the surface of bioactive glass ceramics

Abstract

Aim. To study spreading profile, cytoskeleton organization and proliferation of bone marrow stromal cells upon cultivation on the glass-crystalline material (GCM) surfaces with different chemical composition and solubility. Methods. GCMs with different CaO: P₂O₅ ratios were used. Actin cytoskeleton in cells was visualized using fluorescent TRITC-conjugated phalloidin. Cell proliferation was studied using MTT test. Results. Cell cultivation on highly soluble B-series GCM (Ca/P=5) led to appearance of fibroblast-like cells; their actin cytoskeleton filaments were uniformly distributed within the cytoplasm. In this case, proliferation dynamics was similar to that under cultivation on plastic. Cultivation on A and C series of GCM with a reduced Ca/P (1.4–2.58) resulted in a decrease of cell spreading and their proliferation index (up to 2–3 times) relative to the control. Conclusions. The material solubility and Ca/P superficial ratio are the main factors, determining cell interaction with GCMs.

Мета. Дослідити характер розпластування, структурну організацію цитоскелету, проліферацію стромальних клітин кісткового мозку при культивуванні на поверхні склокристалічних матеріалів (СКМ) різних за хімічним складом та розчинністю. Методи. В роботі було використано СКМ з різним співвідношенням CaO/P₂O₅. Структуру актинового цитоскелету клітин було візуалізовано за допомогою фаллоідину, коньюгованого з флуоресцентним барв-ником TRITC. Для оцінки проліферації клітин застосовували МТТ тест. Результати. Культивування клітин на СКМ серії В (атомне співвідношення Ca/P=5 на поверхні), призводило до появи фібробластоподобних форм клітин із рівномірним розташуванням компонентів актинового цитоскелету в усьому обсязі цитоплазми. У цьому випадку динаміка проліферації була аналогічною до такої, як при культивуванні на пластику. Зниження співвідношення Ca/P до 1,4 – 2,58 серій А та С призводило до зменьшення площі розпластування та індекса проліферації (у 2–3 рази) відносно контролю. Висновки. Основними факторами, які визначають поведінку клітин при взаємодії з СКМ, є розчинність матеріалу та співвідношення Ca/P на ростовій поверхні.

Цель. Исследовать характер распластывания, структурную организацию цитоскелета, пролиферацию стромальных клеток костного мозга при культивировании на поверхности стеклокристаллических материалов (СКМ) различных по химическому составу и растворимости. Методы. В работе были использованы СКМ, с различным соотношением CaO/P₂O₅. Структура актинового цитоскелета клеток была визуализирована при помощи фаллоидина, конью-гированного с флуоресцентним красителем TRITC. Для оценки пролиферации использовали МТТ тест. Результаты. Культивирование клеток на СКМ серии В (атомное соотношение Ca/P=5 на поверхности), приводило к появлению фибробластоподобных форм клеток с равномерным расположением филаментов актинового цитоскелета по всему объему цитоплазмы. В этом случае динамика пролиферации была аналогичной таковой при культивировании на пластике. При снижении соотношения Ca/P до 1,4–2,58 на поверхности СКМ серий А и С наблюдалось уменьшение площади распластывания и индекса пролиферации (в 2–3 раза) относительно контроля. Выводы. Основными факторами, определяющими поведение клеток при взаимодействии с СКМ, являются растворимость материала и соотношение Ca/P на ростовой поверхности.