ACS Omega. 23.08.2023;8(35):32043-32052. doi: 10.1021/acsomega.3c03952. eCollection 2023 5. September.
Zytokompatibilitätsbewertung von PEG-Methylsulfon-Hydrogelen
Zusammenfassung
Mit Methylsulfon derivatisierte Poly(ethylen)glycol (PEG)-Makromere können mit thiolierten Liganden biofunktionalisiert und mit thiolbasierten Vernetzern vernetzt werden, um bioaktive PEG-Hydrogele für die In-situ-Zellverkapselung zu erhalten. Methylsulfonyl-Thiol (MS-SH)-Reaktionen bieten für diesen Zweck mehrere Vorteile im Vergleich zu anderen Vernetzungssystemen auf Thiolbasis. Sie verlaufen mit einer geeigneten und einstellbaren Kinetik für die Einkapselung, erreichen einen hohen Umwandlungsgrad mit guter Selektivität und erzeugen stabile Reaktionsprodukte. Unsere früheren Arbeiten haben die Zytokompatibilität von vernetzten PEG-MS/Thiol-Hydrogelen in Kontakt mit Fibroblasten gezeigt. Die Zytokompatibilität der In-situ-MS-SH-Vernetzungsreaktion selbst, die Methylsulfinsäure als Nebenprodukt an der Vernetzungsstelle erzeugt, muss jedoch noch bewertet werden. Diese Studien sind notwendig, um das Potenzial dieser Systeme für In-vivo-Anwendungen zu bewerten. Hier führen wir eine umfassende Zytokompatibilitätsstudie von PEG-Hydrogeln während der In-situ-Vernetzung durch die Methylsulfonyl-Thiol-Reaktion durch. Wir vergleichen diese Ergebnisse mit Maleimid-Thiol-vernetzten PEGs, die für Zellkulturen und In-vivo-Experimente gut etabliert sind und kein Nebenprodukt freisetzen. Wir zeigen, dass Fibroblasten und Endothelzellen nach der In-situ-Polymerisation von Methylsulfonyl-Thiol-Gelen auf der Oberseite der Zellschichten lebensfähig bleiben. Die Lebensfähigkeit der Zellen scheint besser zu sein als nach der In-situ-Vernetzung von Hydrogelen mit Maleimid-Thiol-Chemie. Der proinflammatorische Phänotyp der Endothelzellen ist niedrig und ähnelt dem, der durch die Maleimid-Thiol-Reaktion erhalten wird. Schließlich wird keine Aktivierung von Monozyten beobachtet. Insgesamt zeigen diese Ergebnisse, dass die Methylsulfonyl-Thiol-Chemie zytokompatibel ist und keine starken proinflammatorischen Reaktionen in Endothelzellen und Monozyten auslöst. Diese Ergebnisse machen Methylsulfonyl-Thiol-Chemikalien für In-vivo-Tests und schließlich für die klinische Anwendung in der Zukunft geeignet.
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