Instillation intratrachéale des cellules souches chez les rats néonatals à terme
Summary
Décrit est un protocole pour effectuer la transplantation intratrachéale des cellules stromales mésenchymales (MSCs) par injection intratrachéale dans les rats néonatals terme. Cette technique est une option cliniquement viable pour l’administration de cellules souches et de médicaments dans les poumons néonatals de rat pour évaluer leur efficacité.
Abstract
L’exposition prolongée à des concentrations élevées d’oxygène conduit à l’inflammation et aux lésions pulmonaires aiguës, qui sont semblables à la dysplasie bronchopulmonaire humaine (BPD). Chez les nourrissons prématurés, le TPL est une complication majeure malgré l’utilisation précoce de la thérapie surfactante, des stratégies de ventilation optimales et de la ventilation à pression positive non invasive. Parce que l’inflammation pulmonaire joue un rôle crucial dans la pathogénie de la BPD, l’utilisation de corticostéroïdes est un traitement potentiel pour le prévenir. Néanmoins, le traitement systémique des corticostéroïdes n’est généralement pas recommandé pour les nouveau-nés prématurés en raison d’effets indésirables à long terme. Les études précliniques et les essais cliniques de phase I chez l’homme ont démontré que l’utilisation de cellules stromales mésenchymales (MSC) dans les lésions pulmonaires induites par l’hyperoxie et chez les nouveau-nés prématurés est sûre et faisable. La transplantation intratrachéale et intraveineuse de MSC a été montrée pour protéger contre des dommages hyperoxiques néonatals de poumon. Par conséquent, l’administration intratrachéale des cellules souches et du traitement combiné surfactant et glucocorticoïde est apparue comme une nouvelle stratégie pour traiter les nouveau-nés atteints de troubles respiratoires. Le stade de développement des poumons de rat à la naissance est équivalent à celui dans les poumons humains à 26−28 semaines de gestation. Par conséquent, les rats nouveau-nés sont appropriés pour étudier l’administration intratrachéale aux nouveau-nés prématurés présentant la détresse respiratoire pour évaluer son efficacité. Cette technique d’instillation intratrachéale est une option cliniquement viable pour la livraison de cellules souches et de médicaments dans les poumons.
Introduction
L’oxygène supplémentaire est souvent nécessaire pour traiter les nouveau-nés souffrant de détresse respiratoire1. Cependant, la thérapie d’hyperoxie chez les enfants en bas âge a des effets à long terme défavorables. L’exposition prolongée à des concentrations élevées d’oxygène conduit à l’inflammation et aux lésions pulmonaires aiguës, qui est semblable à la dysplasie bronchopulmonaire humaine (BPD)2. Le DBP est une complication majeure du traitement d’hyperoxie qui peut se produire en dépit de la thérapie de surfactant tôt, des procédures optimales de ventilation, et l’utilisation accrue de la ventilation positive non invasive de pression dans les enfants en bas âge prématurés. Alors que de nombreuses stratégies de traitement ont été rapportées pour bpd3, aucun traitement connu ne peut réduire cette complication.
L’utilisation de corticostéroïdes est un traitement potentiel pour prévenir le TPL, parce que l’inflammation pulmonaire joue un rôle crucial dans sa pathogénie. Cependant, la thérapie systémique de corticostéroïde n’est habituellement pas recommandée pour les nouveau-nés prématurés en raison des effets indésirables à long terme4,5.
Les cellules stromales mésenchymales (MSC) ont des caractéristiques pluripotentes et peuvent se différencier en différents types de cellules, y compris les os, le cartilage, les tissus adipeux, les muscles et les tendons6. Les MSC ont des effets immunomodulatoires, anti-inflammatoires et régénératifs7,et les études animales montrent les avantages thérapeutiques des MSC et de leurs composants sécrétés dans les lésions pulmonaires induites par l’hyperoxie chez les rongeurs8,9. La transplantation intratrachéale et intraveineuse de MSC a été montrée pour protéger contre des dommages hyperoxiques néonatals de poumon. Par conséquent, l’administration intratrachéale des cellules souches et la thérapie combinée de surfactant et de corticostéroïde pourrait être une stratégie potentielle de traitement pour traiter des nouveau-nés avec des désordres respiratoires. Des études précliniques ont utilisé l’administration intratrachéale des cellules souches et du virus adéno-associé chez les rats nouveau-nés10,11,12. Cependant, une présentation étape par étape de la technique et du suivi in vivo des cellules souches transplantées n’est pas disponible. Le rat nouveau-né est approprié pour étudier les effets de l’administration intratrachéale sur les nouveau-nés prématurés souffrant de détresse respiratoire parce que le stade saccular du poumon de rat à la naissance est équivalent à celui du poumon humain à 26−28 semaine de gestation13. Une méthode efficace d’administration dans la trachée de rat est cruciale pour la distribution pulmonaire réussie. La technique présentée ici permet l’étude de l’administration intratrachéale des cellules et/ou des médicaments pour le traitement des maladies pulmonaires néonatales utilisant des rats comme modèle pour l’homme.
Protocol
Representative Results
Discussion
Les nouveau-nés souffrant de détresse respiratoire ont généralement besoin d’un surfactant intratrachéal et/ou d’un traitement corticostéroïde19. Les essais cliniques de phase I chez l’homme ont démontré l’innocuité des MSC intratrachéaux chez les nouveau-nés prématurés8. Ces études suggèrent que l’administration intratrachéale des médicaments est une option importante pour les nouveau-nés souffrant de détresse respirato…
Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Cette étude a été en partie soutenue par une subvention de Meridigen Biotech Co., Ltd. Taipei, Taiwan (A-109-008).
Materials
| 6-0 silk | Ethicon | 1916G | |
| Alcohol Prep Pad | CSD | 3032 | |
| BD Stemflow hMSC Analysis Kit | BD Biosciences | 562245 | CD markers |
| CMV-Luciferase-EF1α-copGFP BLIV 2.0 Lentivector for In Vivo Imaging | SBI | BLIV511PA-1 | |
| CryoStor10 | BioLife Solutions | 640222 | |
| Human MSCs | Meridigen Biotech Co., Ltd. Taipei, Taiwan | ||
| Infrared light | JING SHANG | JS300T | |
| Isoflurane | Halocarbon | 26675-46-7 | |
| IVIS-200 small animal imaging system | Caliper LifeSciences, Hopkinton, MA | ||
| Luciferin potassium salt | Promega, Madison, WI | ||
| Micro-scissors, straight | Vannas | H4240 | |
| Normal saline | TAIWAN BIOTECH CO., LTD. | 113531 | Isotonic Sodium Chloride Solution |
| Small Hub RN Needle, 30 gauge | Hamilton Company, Reno, NV | 7799-06 | |
| Syringe (100 µl) | Hamilton Company, Reno, NV | 81065 | |
| Xenogen Living Image 2.5 software | Caliper LifeSciences, Hopkinton, MA | N/A |
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