Adipose-derived stem cells (ASCs) have been introduced as an alternative to bone marrow mesenchymal stem cells (BMSCs) for cell-based therapy. However, different studies comparing ASCs and BMSCs have shown conflicting results. In fact, harvesting ASCs and BMSCs from different individuals might influence the results, making comparison difficult. Therefore, this study aimed to characterize donor-matched ASCs and BMSCs in order to investigate proliferation, differentiation potential and possible effects of donor variation on these mesenchymal stem cells (MSCs). Human bone marrow and adipose tissue samples were obtained from nine donors aged 8–14. ASCs and BMSCs were isolated and characterized based on expression of surface markers using flow cytometry. The proliferation up to 21 days was investigated. Multi-lineage differentiation was induced using osteogenic, chondrogenic and adipogenic differentiation media. Alkaline phosphatase (ALP) activity was monitored and collagen type I formation was evaluated by immunofluorescence staining. In vitro multi-potency was studied using tissue-specific stains and lineage-specific gene expression. In addition, the osteogenic lineage was evaluated at protein level. Isolated ASCs and BMSCs from all donors demonstrated morphologic and immunophenotypic characteristics of MSCs, with expression of MSCs markers and negative expression of hematopoietic markers. Unlike BMSCs, ASCs showed high expression of CD49d and low expression of Stro-1. In general, ASCs showed significantly higher proliferation and adipogenic capacity with more lipid vesicle formation and expression of the adipogenesis-related genes than BMSCs. In contrast, BMSCs showed significantly higher osteogenic and chondrogenic capacity compared to ASCs. BMSCs had earlier and higher ALP activity, calcium deposition, and expression of the osteogenesis- and chondrogenesis-related genes and the osteogenesis-related protein osteopontin. Proliferation and differentiation capacity of ASCs and BMSCs varied significantly among the donors. ASCs and BMSCs showed tissue-specific differentiation abilities, but with significant variation between donors. The similarities and differences in the properties of ASCs and BMSCs should be taken into consideration when planning stem cell-based therapy.

Gelatin methacryloyl (GelMA) stands out for its biocompatibility, tunability, and functionality, being often selected as a scaffolding material. However, the biological modulations induced by its photocrosslinking process on mesenchymal stem cells as well as stress mitigation measures remain insufficiently explored. By using GelMA of Good Manufacturing Practice (GMP) grade, this study aimed (a) to achieve a comprehensive understanding of the biological effects of photocrosslinking process with a specific focus on oxidative stress and (b) to develop a strategy to mitigate the adverse effects by employing conditioned medium (CM) by dental pulp stem cells (DPSCs). Following photocrosslinking, pathways related to oxidative phosphorylation and DNA repair were enriched in the presence of DPSC-CM carrying various antioxidants such as peroxiredoxin (PRDX) 1-6 and superoxide dismutase type 1 (SOD1), while the control samples exhibited enrichment in inflammatory signaling pathways. Incorporating DPSC-CM into the hydrogel notably reduced the degree of cellular oxidation caused by photocrosslinking and stress responses, resulting in improved cell viability, growth, motility, and osteogenic differentiation, as well as fewer apoptotic and senescent cells compared to those without DPSC-CM. The deteriorated biocompatibility of freshly crosslinked GelMA hydrogel was confirmed by the disrupted vasculature of chorioallantoic membranes in chicken embryos after implantation, which was prevented by DPSC-CM. In conclusion, this study demonstrates the robust antioxidative effects of DPSC-CM, mitigating the negative effect of GelMA photocrosslinking processes.

Abstract Background IRX3 is implicated in genetic predisposition to obesity via the FTO variant locus. IRX3 shows FTO risk allele-dependent upregulation specifically during early adipogenesis, leading to a shift from energy-dissipation to fat storage in mature adipocytes. However, how changes in IRX3 expression at one developmental stage affect cellular phenotype at a later stage remains unclear. We here hypothesize that IRX3 regulates adipocyte development via transcriptional modulation of epigenetic reprogramming factors. Methods We combined ChIP-, ATAC- and RNA-sequencing to map direct Irx3 target genes in regions of open chromatin during early adipogenesis of wild-type and Irx3- KO preadipocytes. Gene ontology analyses was performed to identify significantly enriched biological pathways. Denaturing western blotting was used to assess sumoylation levels, and the inhibitor ML-792 was used to specifically block sumoylation. Luciferase assays were performed to estimate effects of ML-792 on Pparγ activity. Bodipy lipid staining, immunofluorescence and qPCR were employed to assess adipogenic differentiation in 3D culture. Alkaline phosphatase and Alizarine Red S staining, as well as immunofluorescence and qPCR were used to assess osteogenic differentiation in 3D culture. Results We identified more than 300 Irx3 binding sites in preadipocytes, and these were almost exclusively restricted to promoter regions, with a strong enrichment of genes related to sumoylation, histone modifications and chromatin remodeling. Genes from every step of the sumoylation cycle were bound by Irx3 and differentially expressed in response to Irx3 -KO, leading to increased global sumoylation levels in the KO cells. Irx3 ablation and elevated sumoylation inhibited Pparγ activity and adipogenic differentiation in preadipocytes, both of which could be restored by pharmacological inhibition of sumoylation. The Irx3- KO cells demonstrated reduced epigenetic suppression against osteogenesis, resulting in increased osteogenesis in 3D culture. Finally, osteogenesis induced by Irx3 ablation could partially be reversed by inhibition of sumoylation. Conclusions Our study has uncovered IRX3 as a novel upstream regulator of sumoylation, and a potent controller of epigenetic regulators, both directly and indirectly via suppressing global sumoylation levels. This study indicates that the FTO locus promotes obesity via IRX3-mediated suppression of sumoylation, which promotes adipogenic commitment and differentiation through epigenetic programming. Graphical abstract

Background: Individuals with diabetes are vulnerable to a weakened immune response, increasing the risk of pulmonary tuberculosis (TB), particularly in low- to middle-income countries like Pakistan with prevalent poverty and unsanitary conditions. This study aimed to determine the prevalence of T2DM in Pulmonary TB patients. Method: This cross-sectional study was conducted at the Primary Health Care (PHC) Center in Sikandar Abad and private clinics in Hyderabad, Pakistan. A total of 200 individuals, irrespective of age and gender, diagnosed with primary pulmonary tuberculosis and undergoing either first-line or second-line therapy, were recruited during a period of six months from 1st April 2022 to 30th September 2022 through simple random sampling. All TB patients were screened for Diabetes. The collection of relevant information, including demographic and clinical details, was executed using a standardized study proforma. Data analysis was performed using SPSS version 25, allowing for statistical exploration and interpretation of the findings. Results: Prevalence of DM in TB patients was (38%) 19. The average age of the participants was 36.6+14.8 years. The computed BMI of 17.14+2.9kg/m2 revealed that the majority of the patients were underweight. Weight loss was the symptom that co-occurred with TB and DM. Conclusion: Study revealed a notable 38% prevalence of Type 2 Diabetes Mellitus (T2DM) among Pulmonary TB patients, indicating a risk of co-occurrence. This co-morbidity poses an important public health concern, emphasizing the importance of understanding the interplay between these two conditions. Keywords: Pulmonary Tuberculosis (PTB), Diabetes Mellitus(T2DM), BMI.

Abstract A functional bioink with potential in bone tissue engineering must be subjected to critical investigation throughout its intended lifespan. The aim of this study was to develop alginate-gelatin-based (Alg-Gel) multicomponent bioinks systematically and to assess the short- and long-term exposure responses of human bone marrow stromal cells (hBMSCs) printed within these bioinks with and without crosslinking. The first generation of bioinks was established by incorporating a range of cellulose nanofibrils (CNFs), to evaluate their effect on viscosity, printability and cell viability. Adding CNFs to Alg-Gel solution increased viscosity and printability without compromising cell viability. In the second generation of bioinks, the influence of nano-hydroxyapatite (nHA) on the performance of the optimized Alg-Gel-CNF formulation was investigated. The addition of nHA increased the viscosity and improved printability, and an adjustment in alginate concentration improved the stability of the structures in long-term culture. The third generation bioink incorporated RGD-functionalized alginate to support cell attachment and osteogenic differentiation. The optimized bioink composition exhibited improved printability, structural integrity in long-term culture and high hBMSC viability. In addition, the final bioink composition, RGD-Alg-Gel-CNF-nHA, showed osteogenic potential: production of the osteogenic marker proteins (Runx2, OCN), enzyme (ALP), and gene expression (Runx2, Ocn). A further aim of the study was to evaluate the osteogenic functionality of cells released from the structures after bioprinting. Cells were printed in two bioinks with different viscosities and incubated at 37 °C in growth medium without additional CaCl2. This caused gelatin to dissolve, releasing the cells to attach to tissue culture plates. The results demonstrated differences in hBMSC osteogenic differentiation. Moreover, the osteogenic differentiation of the released cells was different from that of the embedded cells cultured in 3D. Thus, this systematic investigation into bioink development shows improved results through the generations and sheds light on the biological effects of the bioprinting process.

Bioprinting of nanohydroxyapatite (nHA)-based bioinks has attracted considerable interest in bone tissue engineering. However, the role and relevance of the physicochemical properties of nHA incorporated in a bioink, particularly in terms of its printability and the biological behavior of bioprinted cells, remain largely unexplored. In this study, two bioinspired nHAs with different chemical compositions, crystallinity, and morphologies were synthesized and characterized: a more crystalline, needle-like Mg2+-doped nHA (N-HA) and a more amorphous, rounded Mg2+- and CO32–-doped nHA (R-HA). To investigate the effects of the different compositions and morphologies of these nanoparticles on the bioprinting of human bone marrow stromal cells (hBMSCs), gelatin and gelatin methacryloyl (GelMA) were selected as the bioink backbone. The addition of 1% (w/w) of these bioceramic nanoparticles significantly improved the printability of GelMA in terms of extrudability, buildability, and filament spreading. The biological potential of the bioinks was evaluated by examining the hBMSC viability, metabolic activity, and osteogenic differentiation over 21 days. Both nHAs showed high cell viability, with N-HA showing a significant increase in metabolic activity under nonosteogenic conditions and R-HA showing a notable increase with osteogenic stimulation. These results suggest that the two nHAs interact differently with their environment, highlighting the importance of both the chemistry and morphology in bioink performance. In addition, osteogenic differentiation further highlighted how the physicochemical properties of nHAs influence osteogenic markers at both the RNA and protein levels. Clearly, tailoring the physicochemical properties of hydroxyapatite nanoparticles is critical to developing more biomimetic bioinks with great potential for advancing bone bioprinting applications.

The application of hydroxyapatite (HA)-based templates is quite often seen in bone tissue engineering since that HA is an osteoconductive bioceramic material, which mimics the inorganic component of mineralized tissues. However, the reported osteoconductivity varies in vitro and in vivo, and the levels of calcium (Ca) release most favorable to osteoconduction have yet to be determined. In this study, HA-based templates were fabricated by melt-extrusion 3D-printing and characterized in order to determine a possible correlation between Ca release and osteoconduction. The HA-based templates were blended with poly(lactide-