The Impact of Biomaterial Surface Properties on Engineering Neural Tissue for Spinal Cord Regeneration

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da Silva, Victor A. ; Bobotis, Bianca C. ; Correia, Felipe F. ; Lima-Vasconcellos, Theo H. ; Chiarantin, Gabrielly M. D. ; De la Vega, Laura ; Lombello, Christiane B. ; Willerth, Stephanie M. ; Malmonge, Sonia M. ; Paschon, Vera ; Kihara, Alexandre H.

• Tipo de documento: Artigo Científico
• Fonte: INTERNATIONAL JOURNAL OF MOLECULAR SCIENCES; v. 24, n. 17, p. 25-pg., 2023-09-01.

Resumo

Tissue engineering for spinal cord injury (SCI) remains a complex and challenging task. Biomaterial scaffolds have been suggested as a potential solution for supporting cell survival and differentiation at the injury site. However, different biomaterials display multiple properties that significantly impact neural tissue at a cellular level. Here, we evaluated the behavior of different cell lines seeded on chitosan (CHI), poly (& epsilon;-caprolactone) (PCL), and poly (L-lactic acid) (PLLA) scaffolds. We demonstrated that the surface properties of a material play a crucial role in cell morphology and differentiation. While the direct contact of a polymer with the cells did not cause cytotoxicity or inhibit the spread of neural progenitor cells derived from neurospheres (NPCdn), neonatal rat spinal cord cells (SCC) and NPCdn only attached and matured on PCL and PLLA surfaces. Scanning electron microscopy and computational analysis suggested that cells attached to the material's surface emerged into distinct morphological populations. Flow cytometry revealed a higher differentiation of neural progenitor cells derived from human induced pluripotent stem cells (hiPSC-NPC) into glial cells on all biomaterials. Immunofluorescence assays demonstrated that PCL and PLLA guided neuronal differentiation and network development in SCC. Our data emphasize the importance of selecting appropriate biomaterials for tissue engineering in SCI treatment. (AU)

• Processo FAPESP: 17/12112-9 - Clonagem e preparação de retrovírus para super expressão de EZH2 em cultura primária de cristalino
• Beneficiário: Felipe Fernandes Correia
• Modalidade de apoio: Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Iniciação Científica
• Processo FAPESP: 18/06316-3 - Consequências funcionais da regulação epigenética do EZH2 na neurodegeneração e recuperação locomotora após compressão medular
• Beneficiário: Felipe Fernandes Correia
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Mestrado
• Processo FAPESP: 18/19300-8 - Avaliação e caracterização da diferenciação neural em arcabouços poliméricos para regeneração medular
• Beneficiário: Victor Allisson da Silva
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Iniciação Científica
• Processo FAPESP: 19/17892-8 - Degeneração e desenvolvimento do sistema nervoso: o papel de processos epigenéticos
• Beneficiário: Alexandre Hiroaki Kihara
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular
• Processo FAPESP: 19/18921-1 - O papel do EZH2 na resposta transcricional glial e na recuperação da motricidade após lesão medular
• Beneficiário: Felipe Fernandes Correia
• Modalidade de apoio: Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Mestrado
• Processo FAPESP: 20/02035-0 - Análise descritiva e funcional dos receptores IP3R1 na patologia de retinose pigmentar usando como modelo animais camundongos C3H/HeJ
• Beneficiário: Théo Henrique de Lima Vasconcellos
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Iniciação Científica
• Processo FAPESP: 20/11667-0 - Alterações celulares e eletrofisiológicas no hipocampo causadas por processos neurodegenerativos relacionados com anóxia neonatal e epilepsia do lobo temporal
• Beneficiário: Alexandre Hiroaki Kihara
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular
• Processo FAPESP: 21/11969-9 - Papel de IP3R1 na neuroinflamação desencadeada pela retinose pigmentar
• Beneficiário: Théo Henrique de Lima Vasconcellos
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Mestrado
• Processo FAPESP: 19/24406-2 - Avaliação do impacto de alterações epigenéticas relacionadas ao EZH2 na polarização e proliferação da microglia da medula espinhal in vitro
• Beneficiário: Bianca Caroline Bobotis
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Iniciação Científica