בלתי מתאים של תאי גזע בתוך מונח של חולדות הנוטרסית
Summary
תיאר הוא פרוטוקול לביצוע השתלת intratracheal של תאים סטרומה mesenchymal (MSCs) באמצעות הזרקת intratracheal בטווח חולדות הלאומית. טכניקה זו היא אופציה מעשית מבחינה קלינית לאספקת תאי גזע ותרופות לתוך הריאות חולדה התינוק כדי להעריך את יעילותם.
Abstract
חשיפה ממושכת לריכוזים גבוהים של חמצן מובילה לדלקת ופגיעה בריאות חריפה, הדומה לדיספלזיה האנושית (BPD). ב תינוקות מוקדמת, BPD הוא סיבוך משמעותי למרות השימוש המוקדם של טיפול הגולש, אסטרטגיות אוורור אופטימלי, ואוורור לחץ חיובי לא פולשני. בגלל דלקת הריאות משחק תפקיד מכריע בפתוגנזה של BPD, סטרואידים השימוש הוא אחד הטיפול הפוטנציאלי כדי למנוע את זה. עם זאת, טיפול סטרואידים מערכתי אינו מומלץ בדרך כלל עבור תינוקות טרום לטווח עקב תופעות לוואי ארוכות טווח. מחקרים פרה-קליניים ובשלב האנושי הניסויים הקליניים הפגינו כי שימוש בתאי סטרומה mesenchymal (MSCs) ב hyperoxia המושרה פציעות ריאה בתינוקות טרום לטווח הוא בטוח וריאלי. לפני פגיעה בריאה היפראוקמית. לכן, המינהל intratracheal של תאי גזע ומשולב הטיפול הglucocorticoid התפתחה כאסטרטגיה חדשה לטיפול ילודים עם הפרעות בנשימה. השלב ההתפתחותי של ריאות החולדה בלידה הוא שווה ערך לזה בריאות האדם ב -26 לחודש בשבוע של ההיריון. מכאן, חולדות היילוד מתאימים לחקר intratracheal הממשל לקדם תינוקות לטווח עם מצוקה נשימתית כדי להעריך את יעילותה. טכניקת האינסטיציה הזאת היא אופציה קלינית לאספקת תאי גזע וסמים לתוך הריאות.
Introduction
חמצן משלים נדרש לעתים קרובות לטיפול בתינוקות היילוד עם מצוקה נשימתית1. עם זאת, טיפול עידות אצל תינוקות יש השפעות לטווח ארוך שלילית. חשיפה ממושכת לריכוזים גבוהים של חמצן מובילה לדלקת ופגיעה בריאות חריפה, הדומה לדיספלזיה האנושית (BPD)2. Bpd הוא סיבוך משמעותי של טיפול עידות שיכול להתרחש למרות טיפול מוקדם הסקר, הליכי אוורור אופטימלי, ושימוש מוגבר של אוורור לחץ חיובי לא פולשני בתינוקות מוקדמת. בעוד אסטרטגיות טיפול רבות דווחו עבור BPD3, אין טיפול ידוע יכול להפחית את הסיבוך הזה.
סטרואידים השימוש הוא אחד הטיפול הפוטנציאלי כדי למנוע BPD, כי דלקת ריאות ממלאת תפקיד מכריע בפתוגנזה שלה. עם זאת, טיפול סטרואידים מערכתית אינו מומלץ בדרך כלל עבור תינוקות טרום לטווח עקב תופעות לוואי ארוכות טווח4,5.
כדוריות העור mesenchymal (MSCs) יש תכונות pluripotent והוא יכול להבדיל לתוך סוגי תאים שונים, כולל עצם, סחוס, שומן הרקמה, שריר, והגידים6. MSCs יש השפעות אימונומודולטוריים, אנטי דלקתיות, ואת ההשפעות של משובי7, ומחקרים בעלי חיים להראות את היתרונות הטיפוליים של MSCs ואת הרכיבים המופרשים שלהם ב-hyperoxia המושרה פציעה הריאה במכרסמים8,9. לפני פגיעה בריאה היפראוקמית. לכן, המינהל intratracheal של תאי גזע ומשולב סטרואידים טיפול עשוי להיות אסטרטגיה הטיפול הפוטנציאלי לטיפול ילודים עם הפרעות בנשימה. מחקרים קדם-קליניים השתמשו בניהול intratracheal של תאי גזע וירוס הקשורים adeno בחולדות היילוד10,11,12. עם זאת, מצגת צעד אחר צעד של הטכניקה ובמעקב vivo של תאי גזע מושתלים אינו זמין. העכברוש היילוד מתאים לחקר ההשפעות של הממשל intratracheal על תינוקות טרום לטווח עם מצוקה נשימתית, כי השלב הסקולאני של ריאה החולדה בלידה הוא שווה ערך לזה של הריאה האנושית ב 26-28 שבוע של הריון13. שיטה יעילה עבור המינהל לתוך קנה הנשימה החולדה היא חיונית להפצת הריאות מוצלחת. הטכניקה המוצגת כאן מאפשרת לימוד של מינהל intratracheal של תאים ו/או תרופות לטיפול במחלות ריאות באמצעות חולדות כמודל לבני אדם.
Protocol
Representative Results
Discussion
תינוקות יילוד עם מצוקה נשימתית מחייבים בדרך כלל את הטיפול בחומרים מקצועיים ו/או סטרואידים19. בשלב האנושי הניסויים הקליניים הפגינו הבטיחות של intratracheal MSCs בתינוקות טרום לטווח8. מחקרים אלה מראים כי הממשל intratracheal של תרופות היא אופציה חשובה עבור תינוקות הי?…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
מחקר זה היה נתמך באופן חלקי על ידי מענק Meridigen ביוטכנולוגיה ושות, בע מ טאיפה, טייוואן (א-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 |
References
- Ramanathan, R., Bhatia, J. J., Sekar, K., Ernst, F. R. Mortality in preterm infants with respiratory distress syndrome treated with poractant alfa, calfactant or beractant: a retrospective study. Journal of Perinatology. 33, 119-125 (2013).
- Gien, J., Kinsella, J. P. Pathogenesis and treatment of bronchopulmonary dysplasia. Current Opinion in Pediatrics. 23, 305-313 (2011).
- Pasha, A. B., Chen, X. Q., Zhou, G. P. Bronchopulmonary dysplasia: Pathogenesis and treatment. Experimental and Therapeutic. 16, 4315-4321 (2018).
- Committee on Fetus and Newborn. Postnatal corticosteroids to treat or prevent chronic lung disease in preterm infants. Pediatrics. 109, 330-338 (2002).
- Watterberg, K. L. American Academy of Pediatrics; Committee on Fetus and Newborn. Policy statement-postnatal corticosteroids to prevent or treat bronchopulmonary dysplasia. Pediatrics. 126, 800-808 (2010).
- Prockop, D. J. Marrow stromal cells as stem cells for nonhematopoietic tissues. Science. 276, 71-74 (1997).
- Nemeth, K., et al. Bone marrow stromal cells attenuate sepsis via prostaglandin E(2)- dependent reprogramming of host macrophages to increase their interleukin-10 production. Nature Medicine. 15 (2), 42-49 (2009).
- Chou, H. C., Li, Y. T., Chen, C. M. Human mesenchymal stem cells attenuate experimental bronchopulmonary dysplasia induced by perinatal inflammation and hyperoxia. American Journal of Translational Research. 8, 342-353 (2016).
- Chen, C. M., Chou, H. C., Lin, W., Tseng, C. Surfactant effects on the viability and function of human mesenchymal stem cells: in vitro and in vivo assessment. Stem Cell Research & Therapy. 8, 180 (2017).
- Kim, Y. E., et al. Intratracheal transplantation of mesenchymal stem cells simultaneously attenuates both lung and brain injuries in hyperoxic newborn rats. Pediatric Research. 80, 415-424 (2016).
- Fleurence, E., et al. Comparative efficacy of intratracheal adeno-associated virus administration to newborn rats. Human Gene Therapy. 16, 1298-1306 (2005).
- Waszak, P., et al. Effect of intratracheal adenoviral vector administration on lung development in newborn rats. Human Gene Therapy. 13, 1873-1885 (2002).
- O’Reilly, M., Thébaud, B. Animal models of bronchopulmonary dysplasia. The term rat models. American Journal of Physiology-Lung Cellular and Molecular Physiology. 307, 948 (2014).
- Yu, J., et al. GFP labeling and hepatic differentiation potential of human placenta-derived mesenchymal stem cells. Cellular Physiology and Biochemistry. 35, 2299-2308 (2015).
- Dominici, M., et al. Minimal criteria for defining multipotent mesenchymal stromal cells. The International Society for Cellular Therapy position statement. Cytotherapy. 8, 315-317 (2006).
- Zhang, Z. Y., et al. Superior osteogenic capacity for bone tissue engineering of fetal compared with perinatal and adult mesenchymal stem cells. Stem Cells. 27, 126-137 (2009).
- Huang, L. T., et al. Effect of surfactant and budesonide on pulmonary distribution of fluorescent dye in mice. Pediatric and Neonatology. 56, 19-24 (2015).
- Keyaerts, M., Caveliers, V., Lahoutte, T. Bioluminescence imaging: looking beyond the light. Trends in Molecular Medicine. 18, 164-172 (2012).
- Yeh, T. F., et al. Intra-tracheal administration of budesonide/surfactant to prevent bronchopulmonary dysplasia. American Journal of Respiratory and Critical Care Medicine. 193, 86-95 (2016).
- Nguyen, J. Q., et al. Intratracheal inoculation of Fischer 344 rats with Francisella tularensis. Journal of Visualized Experiments. (127), e56123 (2017).
- de Almeida, P. E., van Rappard, J. R., Wu, J. C. In vivo bioluminescence for tracking cell fate and function. American Journal of Physiology-Heart and Circulatory Physiology. 301, 663-671 (2011).
- Kim, J. E., Kalimuthu, S., Ahn, B. C. In vivo cell tracking with bioluminescence imaging. Nuclear Medicine and Molecular Imaging. 49, 3-10 (2011).
