Mikrodiseksiyon birincil böbrek doku parçaları ve roman iskele-Alerjik yapı teknolojisi ile birleşme
Summary
Böbrek yapıları doku Mühendisliği zararlı etkileri diyaliz ve organ sıkıntısı için bir çözüm sağlar. Burada, bir protokol mikro tarif yalıtım kortiko-medüller segmentleri için fare böbrekler incelemek. Bu segmentler oluşturan böbrek organoids iskele-Alerjik Hücresel yapıları implante edilir.
Abstract
Böbrek nakli şimdi son aşama böbrek hastalığı için genel kullanıma uygun bir tedavi yöntemidir. Ancak, bekleme listesi ve sadece dörtte biri ekimi ulaşmak bu hastaların yaklaşık 96.000 kişi ile alternatifler organları başarısız olanlar için korkunç bir ihtiyaç yoktur. Diyaliz bu maruz kalırsa genel olarak sağlık maliyetleri ile birlikte zararlı sonuçlarını azaltmak için etkin soruşturma organ nakli için alternatif çözümler arayışı içinde devam ediyor. İmplante edilebilir doku Mühendisliği böbrek hücresel kayıp böbrek işlevleri yerine bir tür uygun yaklaşım yapılarıdır. İlk kez açıklanan, burada yaşayan corticomedullary yalıtım için fare böbrekler mikrodiseksiyon böbrek kesimleri. Bu kesimler bir kez implante ana damarlara ile hızlı bağlantı sağlayan iskele-Alerjik endotel-fibroblast yapıları içinde hızlı birleşme yeteneğine sahiptirler. Yetişkin fare böbrek böbrek kesimleri çapı 200-300 µm elde etmek için stereoscope mikrodiseksiyon ardından yaşam bağışçılardan tedarik. Birden fazla böbrek yapıları kullanarak tek bir böbrek hasat birincil böbrek kesimleri fabrikasyon. Bu yöntem aksi takdirde iptal edilecek organların fonksiyonel böbrek dokusundan kurtarmak bir işlem gösterilmektedir.
Introduction
Kronik böbrek hastalığı (CKD) geçerli büyük halk sağlığı sorunları dünya çapında1biridir. Amerika Birleşik Devletleri’nde CKD yaygınlığı % 14’den fazla 600.000 Amerikalılar en şiddetli, son aşama böbrek hastalığı (ESRD)2acı ile toplam nüfusun bitti. Mevcut tedavi seçenekleri bu ESRD ile diyaliz ve böbrek nakli dahil. Her ne kadar yaklaşık 25.000 hastalar böbrek nakli her yıl geçmesi, her yıl o bir hayat kurtarıcı organ ve o alıcı nakli3bekleyen arasında büyük bir eşitsizlik önde gelen hastaların önemli bir sayı eklenir. Uzun ömürlü ve yaşam kalitesini ciddi olumsuz etkileri yanı sıra, diyaliz şaşırtıcı bir mali yük ile ilişkilidir. 2014 yılında Medicare iddiaları ödenen üzerinde 30 milyar dolar ESRD hastalar2için buldu. Bir sınırlı organ tedarik ve hastaların diyaliz gerektiren hiçbir belirgin düşüş trendi, diyaliz için alternatif çözümler belirleme araştırma çabalarına yönelik ve nakli şimdiye kadar önemlidir. Diyaliz ihtiyacını bile nispeten kısa bir gecikme diyaliz ile ilgili maliyeti4,5,6ertelenmesi ise kalite-düzeltilir ömrü yıl ve verimlilik bir hastanın sayısını önemli ölçüde artırır.
Böyle ESRD, fonksiyonel doku kaybı için çözümler şu anda doku Mühendisliği ve rejeneratif tıp laboratuvarları, iskele tabanlı organoid imalat bütün organ mühendislik kullanmaya kadar yaygın olarak çeşitli yaklaşımlarla incelendiği organ yapıları hücresel implantasyon7,8,9,10,11decellularized. Marjinal veya gözardı edilen böbrek böbrek karmaşık yapıları recapitulating kısmen soruşturma. Aslında, neredeyse böbrek nakli için tedarik % 20’si çeşitli nedenlerle12,13için atılır. Bu sözde Greftler fonksiyonel böbrek dokusundan kullanılmaktadır ve bir veya daha fazla doku mühendislik yapıları dahil. Önceki çalışmalar atılan bu organlar, böbrekler doku mühendislik amaçlı14,15ekstra hücresel matris için kullanan çalışma fizibilite göstermiştir. Ancak, az sağlıklı böbrekler birincil nephronal dokudan doku Mühendisliği amacıyla16,17,18için kullandık.
Bir yöntem daha önce Kim vd tarafından açıklanan dan sonra üzerinde Poliglikolik asit (PGA) İskele yapı imalat16numaralı seribaşı sağlıklı sıçan böbrek, böbrek “parçaları” yalıtım içerir. Ancak, tam diseksiyon metodoloji ile ilgili çok az bilgi verilir ve kesimleri iyi kıyma ve filtrasyon bileşiminden elde edilmiştir. Benzer şekilde sağlam nephronal mimarisi ile ayrık böbrek segmentleri oluşturur, ancak yerine mikrodiseksiyon teknikleri üzerinde dayanır bu iletişim kuralı bir değişiklik açıklar. Nephrectomies sonra böbrekler nerede renal kapsül kaldırılır ve doku daha fazla disseke diseksiyon mikroskop aktarıldığı yaşam yetişkin fareler üzerinde gerçekleşir. Küçük 30½ G iğneler kesme aletleri kullanılır ve ayrıca diseksiyon içinde yardım kılavuzları gibi iğne çapı böbrek kesimleri hedef çapı eşittir. İzole, bu durumda fare, böbrek kesimleri canlılığı kültür korumak ve İskele-Alerjik endotel-fibroblast Hücresel yapıları19ile birleştirmek. Bu yapıları daha önce bir biyo-yapay pankreas20de dahil olmak üzere diğer organlara Mühendisi için kullanılmaktadır.
Protocol
Representative Results
Discussion
Böbrek doku yapıları hücrelerin ve Biyomalzeme kullanılan ve birçok durumda, her iki türü ile ilgili olarak değişkenlik yaşayan mühendis için kullanılan bir yöntem modası geçmiş ya da iyi edebiyat7karakterize. Çok kök hücre yaklaşımlar kullanıyorsanız veya böbrek mimarisinin izolasyon bireysel bileşenlerine recapitulating, yapay olarak hücresel kullanılamaz hale gelen 26 farklı farklı hücre tipleri ile tüm organ yeniden olasılığı sırasında 2…
Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
NIH kurumsal doktora sonrası eğitim desteği, NIH-HL-007260
Materials
| Non-fenestrated Sterile Field | Busse Hospital Disposables | 696 | |
| Fenestrated Sterile Field | Busse Hospital Disposables | 697 | |
| Halsted Mosquito Forceps 5 Curved | Miltex | Mil-7-4 | "Hemostat" in manuscript |
| Extra Fine Graefe Forceps, Curved with teeth | Fine Science Tools | 11155-10 | Fine forceps with teeth |
| Extra Fine Graefe Forceps, Serrated (without teeth) | Fine Science Tools | 11152-10 | Fine forceps without teeth |
| Fine Scissors – Tungsten Carbide | Fine Science Tools | 14568-09 | Iris Scissors |
| Betadine Surgical Scrub with Pump, Povidone-iodine 7.5% | Purdue Products L.P. | 67618-151-17 | |
| Sterile Cotton Gauze Pad (4" x 4") | Fisher Healthcare | 22-415-469 | |
| Dulbecco's Phosphate Buffered Solution | Corning | 21-030-CV | |
| Penicillin/Streptomycin Solution, 100X | Corning | 30-002-Cl | |
| Isoflurane, USP | Manufacturer: Piramal, Distributor: McKesson | 2254845 | |
| Nair Hair Remover | Nair | 22600-23307 | Hair Removal Cream in text |
| 200 Proof Ethanol | Decon Laboratories | 2705 | Diluted to 70% Ethanol Solution |
| BioLite 60mm Tissue Culture Dish | Themo-Scientific | 130181 | |
| Press'n Seal | Glad | 12587-70441 | Applied to Stereoscope |
| SZX16 Stereo Microscope | Olympus | SZX16 | |
| Fiber Optic Illuminator | Cole Parmer | 41720-20 | |
| Self-Supporting Dual-Light Pipe, 23" L Gooseneck | Cole Parmer | EW-41720-60 | |
| Scalpel Handle #3 | Miltex | Mil-4-7 | |
| Sterile Rib-Back Carbon Steel Blade, Blade Size 15 | Bard-Parker | 371115 | |
| 31 1/2 Gauge Needle | ThermoFisher Scientific | 14-826F | Becton Dickinson 305106 |
| Dulbecco's Modified Eagle's Medium | Corning | 10-017-CV | |
| Fetal Select 100% Bovine Serum | Atlas Biologicals | FS-0500-AD | |
| Normal Human Dermal Fibroblasts | Lonza | CC-2511 | |
| Human Adipose Microvascular Endothelial Cells | Sciencell Research Laboratories | 7200 | |
| Surgical Loupes (2.5x) | Orascoptic | (N/A) Custom Order | |
| FGM-2 (Fibroblast Basal Medium with FGM-2 SingleQuots Added) | Lonza | CC-3131, CC-4126 | |
| EGM-2 (Endothelial Basal Medium with EGM-2 SingleQuots Added) | Lonza | CC-3156, CC-4176 | |
| Live/Dead Viability/Cytotoxicity Kit for Mammalian Cells | ThermoFisher Scientific | L3224 | |
| Anti-Cytokeratin-18 Antibody | Abcam | ab668 | |
| Goat anti-Mouse IgG, Alexa Fluor 633 | ThermoFisher Scientific | A-21052 | |
| Goat anti-Rabbit IgG, Alexa Fluor 546 | ThermoFisher Scientific | A-11010 | |
| Anti-Von Willebrand Factor Antibody | Abcam | ab6994 | |
| Albumin, Fluorescein isothiocyanate Conjugate | Sigma Aldrich | A9771-50MG | |
| Hoescht 33342 | BD Pharmingen | 561908 | |
| Background Buster | Innovex Biosciences | NB306 |
References
- Jha, V., et al. Chronic kidney disease: global dimension and perspectives. Lancet. 382 (9888), 260-272 (2013).
- 2016 USRDS Annual Data Report: Epidemiology of Kidney Disease in the United States. U.S.R.D Available from: https://www.usrds.org/2016/download/v2_ESRD_16.pdf (2016)
- Hart, A., et al. OPTN/SRTR 2015 Annual Data Report: Kidney. American journal of transplantation : official journal of the American Society of Transplantation and the American Society of Transplant Surgeons. 17, 21-116 (2017).
- de Vries, E. F., Rabelink, T. J., van den Hout, W. B. Modelling the Cost-Effectiveness of Delaying End-Stage Renal Disease. Nephron. 133 (2), 89-97 (2016).
- Lefebvre, P., Duh, M. S., Mody, S. H., Bookhart, B., Piech, C. T. The economic impact of epoetin alfa therapy on delaying time to dialysis in elderly patients with chronic kidney disease. Disease management : DM. 10 (1), 37-45 (2007).
- Mennini, F. S., Russo, S., Marcellusi, A., Quintaliani, G., Fouque, D. Economic effects of treatment of chronic kidney disease with low-protein diet. Journal of renal nutrition : the official journal of the Council on Renal Nutrition of the National Kidney Foundation. 24 (5), 313-321 (2014).
- Moon, K. H., Ko, I. K., Yoo, J. J., Atala, A. Kidney diseases and tissue engineering. Methods. 99, 112-119 (2016).
- Wobma, H., Vunjak-Novakovic, G. Tissue Engineering and Regenerative Medicine 2015: A Year in Review. Tissue engineering. Part B, Reviews. 22 (2), 101-113 (2016).
- Langer, R., Vacanti, J. Advances in tissue engineering. Journal of pediatric surgery. 51 (1), 8-12 (2016).
- Jakab, K., et al. Tissue engineering by self-assembly and bio-printing of living cells. Biofabrication. 2 (2), 022001 (2010).
- Fisher, M. B., Mauck, R. L. Tissue engineering and regenerative medicine: recent innovations and the transition to translation. Tissue engineering. Part B, Reviews. 19 (1), 1-13 (2013).
- Stewart, D. E., Garcia, V. C., Rosendale, J. D., Klassen, D. K., Carrico, B. J. Diagnosing the Decades-Long Rise in the Deceased Donor Kidney Discard Rate in the United States. Transplantation. 101 (3), 575-587 (2017).
- Mohan, S., et al. The weekend effect alters the procurement and discard rates of deceased donor kidneys in the United States. Kidney international. 90 (1), 157-163 (2016).
- Orlando, G., et al. Discarded human kidneys as a source of ECM scaffold for kidney regeneration technologies. Biomaterials. 34 (24), 5915-5925 (2013).
- Katari, R., et al. Renal bioengineering with scaffolds generated from human kidneys. Nephron. Experimental nephrology. 126 (2), 119 (2014).
- Kim, S. S., Park, H. J., Han, J., Choi, C. Y., Kim, B. S. Renal tissue reconstitution by the implantation of renal segments on biodegradable polymer scaffolds. Biotechnology letters. 25 (18), 1505-1508 (2003).
- Guimaraes-Souza, N. K., Yamaleyeva, L. M., AbouShwareb, T., Atala, A., Yoo, J. J. In vitro reconstitution of human kidney structures for renal cell therapy. Nephrology, dialysis, transplantation : official publication of the European Dialysis and Transplant Association – European Renal Association. 27 (8), 3082-3090 (2012).
- Kelley, R., et al. Tubular cell-enriched subpopulation of primary renal cells improves survival and augments kidney function in rodent model of chronic kidney disease. American journal of physiology. Renal physiology. 299 (5), 1026-1039 (2010).
- Czajka, C. A., Drake, C. J. Self-assembly of prevascular tissues from endothelial and fibroblast cells under scaffold-free, nonadherent conditions. Tissue engineering. Part A. 21 (1-2), 277-287 (2015).
- Rhett, J. M., Wang, H., Bainbridge, H., Song, L., Yost, M. J. Connexin-Based Therapeutics and Tissue Engineering Approaches to the Amelioration of Chronic Pancreatitis and Type I Diabetes: Construction and Characterization of a Novel Prevascularized Bioartificial Pancreas. Journal of diabetes research. 2016, 7262680 (2016).
- Al-Awqati, Q., Oliver, J. A. Stem cells in the kidney. Kidney international. 61 (2), 387-395 (2002).
- Aboushwareb, T., et al. Erythropoietin producing cells for potential cell therapy. World journal of urology. 26 (4), 295-300 (2008).
