Zmiany w ekspresji genów komórek osteoblastów stymulowane hydroksyapatytem i kompozytem hydroksyapatytu przy wykorzystaniu techniki mikromacierzy białkowych – badania wstępne

Abstrakt

Hydroksyapatyt (HAp) odznacza się uznanym i wysokim stopniem biokompatybilności, jednakże jego  zastosowanie limitowane jest jego kruchością i łamliwością. Czynniki organiczne, jak włókna kolagenowe, żelatyna czy chitosan, w połączeniu z hydroksyapatytem prowadzą do powstania materiału o lepszych mechanicznych właściwościach. Badany przez nas nowy kompozyt hydroksyapatytu z polimerem organicznym wykazuje zdolność do częściowego dopasowania się do kształtu i wymiarów miejsca implantacyjnego, a tym samym zapewnia lepszą poręczność chirurgiczną. Jednakże zastosowanie nowych biokompozytów in vivo musi być poprzedzone skrupulatnymi i kompleksowymi badaniami. Ważne jest określenie potencjalnych zmian, jakie może wywołać nowy biokompozyt w ekspresji genów, a co za tym idzie proteomie komórek organizmu biorcy. Szczególny nacisk należy położyć na określenie zmian w szlakach karcynogenezy, apoptozy i nekrozy. Wykorzystując technikę mikromacierzy białkowych, celem naszej pracy było porównanie wpływu HAp i nowego biokompozytu na zmiany zachodzące w proteomie osteoblastów, ze szczególnym uwzględnieniem różnic w szlakach przekazywania sygnałów kontrolowanych przez białko p53. Po uzyskaniu monowarstwy linii prawidłowych ludzkich osteoblastów podłoże zastąpiono ekstraktami z HAp i testowanego biokompozytu, zgodnie ze standardami (ISO 10993-5). Wyizolowane białka posłużyły do testów na mikromacierzy Panorama Ab Microarray Cell Signaling. Uzyskane białka były inkubowane z mikromacierzami. Wynik odczytano przy użyciu skanera o wysokiej rozdzielczości. Stwierdzono, że dla ok. 90% genów, których ekspresję mierzono na poziomie proteomu, ekspresja nie uległa zmianie po zastosowaniu nowego kompozytu w porównaniu do samego hydroksyapatytu. Nie uległy zmianie także szlaki sygnałowe kontrolowane przez białko p53, takie jak: szlak apoptozy, angiogenezy oraz mechanizm zatrzymania cyklu komórkowego w fazie G1 i G2. W świetle uzyskanych wyników stwierdzono, że biokompatybilność badanego kompozytu jest porównywalna z biokompatybilnością HAp. Mimo braku widocznego wpływu na szlaki sygnałowe, w których regulację zaangażowane jest białko p53, znaleziono zmianę ekspresji nielicznych genów, która będzie celem dalszych badań. Na obecnym etapie nie możemy jeszcze wykluczyć w pełni wpływu kompozytu hydroksyapatytu na pozostałe szlaki sygnałowe w komórce.