Fabrication d’une matrice de rate décellularisée dérivée de rats
Summary
La matrice de rate décellularisée (DSM) a des applications prometteuses dans le domaine de l’ingénierie tissulaire hépatique. Ce protocole décrit la procédure de préparation du DSM chez le rat, qui comprend la récolte de rates de rats, leur décellularisation par perfusion et l’évaluation du DSM résultant pour confirmer ses caractéristiques.
Abstract
La transplantation hépatique est le traitement principal de la maladie hépatique en phase terminale. Cependant, la pénurie et la qualité insuffisante des organes des donneurs nécessitent le développement de thérapies alternatives. Les foies bioartificiels (BAL) utilisant une matrice hépatique décellularisée (DLM) sont apparus comme des solutions prometteuses. Cependant, l’approvisionnement en DLM appropriés reste un défi. L’utilisation d’une matrice de rate décellularisée (DSM) a été explorée comme base pour les BAL, offrant une alternative facilement disponible. Dans cette étude, des rates de rat ont été prélevées et décellularisées à l’aide d’une combinaison de cycles de gel-dégel et de perfusion avec des réactifs de décellularisation. Le protocole a préservé les microstructures et les composants de la matrice extracellulaire (ECM) dans le DSM. Le processus complet de décellularisation a pris environ 11 h, ce qui a permis d’obtenir un ECM intact dans le DSM. L’analyse histologique a confirmé l’élimination des composants cellulaires tout en conservant la structure et la composition de l’ECM. Le protocole présenté fournit une méthode complète pour obtenir le DSM, offrant des applications potentielles en ingénierie tissulaire hépatique et en thérapie cellulaire. Ces résultats contribuent au développement d’approches alternatives pour le traitement de la maladie hépatique en phase terminale.
Introduction
La transplantation hépatique reste le seul traitement définitif de la maladie hépatique en phase terminale 1,2,3. Cependant, la pénurie critique et la baisse de la qualité des organes de donneurs ont accru le besoin de traitements alternatifs4. Dans le domaine de la médecine régénérative, les foies bioartificiels (BAL) utilisant une matrice hépatique décellularisée (DLM) sont apparus comme des solutions prometteuses 5,6,7. Le DLM préserve la structure hépatique d’origine, y compris son réseau microvasculaire complexe et les composants de l’ECM, offrant un échafaudage pour la création de BALs transplantables qui pourraient potentiellement soulager les maladies du foie.
Malgré les promesses, l’adoption de cette technologie se heurte à des défis, notamment en ce qui concerne l’approvisionnement en DLM appropriés. Les DLM d’origine humaine sont rares, tandis que ceux d’origine animale comportent des risques de transmission de maladies et de rejet immunitaire. Dans le cadre d’une approche innovante, notre recherche a exploré l’utilisation d’une matrice de rate décellularisée (DSM) comme base pour les BALs 8,9,10,11. La rate est plus facilement disponible dans diverses situations médicales, telles que l’hypertension portale, la rupture traumatique, le purpura thrombocytopénique idiopathique et le don après une mort cardiaque. Par conséquent, la rate est plus largement disponible que le foie à des fins de recherche. Les patients qui ont subi une splénectomie ne souffrent pas d’affections graves, ce qui confirme encore la dispensabilité de la rate. Le microenvironnement de la rate, en particulier la matrice extracellulaire et les sinusoïdes, est similaire à celui du foie. Cela fait de la rate un organe approprié pour l’adhésion et la prolifération cellulaires dans la recherche sur la transplantation d’hépatocytes. Sur la base de ces résultats, nos recherches antérieures ont démontré que les DSM partagent des microstructures et des composants comparables avec les DLM et peuvent soutenir la survie et la fonction des hépatocytes, y compris la production d’albumine et d’urée. De plus, il a été démontré que les DSM améliorent la différenciation hépatique des cellules souches mésenchymateuses de la moelle osseuse, conduisant à une fonctionnalité améliorée et cohérente.
En utilisant des DSM traités à l’héparine, nous avons mis au point des BALs fonctionnels capables de démontrer une anticoagulation à court terme efficace et une compensation partielle de la fonction hépatique11. Par conséquent, ce DSM tridimensionnel est très prometteur pour l’avancement de l’ingénierie tissulaire hépatique et de la thérapie cellulaire. Dans ce travail, nous présentons les méthodes détaillées de récolte de la rate de rat et de préparation de la MDS qui préservent les microstructures et les composants de la MEC.
Protocol
Representative Results
Discussion
Les BAL représentent une approche efficace pour le traitement de la maladie hépatique en phase terminale, en particulier dans les cas où la transplantation hépatique est entravée par la pénurie actuelle d’organes de donneurs6. Une option prometteuse pour la création de BALs est l’utilisation de DLM, qui préserve la MEC naturelle et la structure vasculaire du foie natif. Cependant, la rareté de la DLM humaine et les risques potentiels d’infection et d’immunogénicité associés à …
Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Ce travail a été soutenu par la Fondation nationale des sciences naturelles de Chine (82000624), le programme de recherche fondamentale en sciences naturelles du Shaanxi (2022JQ-899 et 2021JM-268), le programme de soutien à la capacité d’innovation de la province du Shaanxi (2023KJXX-030), le projet conjoint du plan de R&D de l’université de la province du Shaanxi (2021GXLH-Z-047), la fondation institutionnelle du premier hôpital affilié de l’Université Jiaotong de Xi’an (2021HL-42 et 2021HL-21).
Materials
| Anesthesia Machine | Harvard Apparatus | tabletop | animal anesthesia |
| bubble trap | Shandong Weigao Group Medical Polymer Co., Ltd. | pore diameter: 5 μm | prevent air bubbles |
| Buprenorphine | TIPR Pharmaceutical Responsible Co.,Ltd | an analgesic | |
| Hemostatic Forceps | Shanghai Medical Instruments Co., Ltd | J31020 | surgical tool |
| Heparinized Saline | SPH No.1 Biochemical & Pharmaceutical Co., LTD | prevent the formation of thrombosis | |
| Isoflurane | RWD life Science Co. | anesthetic:for the induction and maintenanceof anesthesia | |
| Penicillin-Streptomycin | Beyotime Biotechnology Co., Ltd. | C0222 | antibiotics in vitro to prevent microbial contamination |
| Peristaltic Pump | Baoding Longer Precision Pump Co., Ltd. | BT100-1L | |
| Phosphate-Buffered Saline | Shanghai Titan Scientific Co., Ltd. | 4481228 | phosphoric acid buffer salt solution |
| Silicone Tube | Baoding Longer Precision Pump Co., Ltd. | 2.4×0.8mm | |
| Silk Suture | Yangzhou Jinhuan Medical Instrument Factory | 6-0 and 3-0 | ligate blood vessels |
| Sodium Dodecyl Sulfate | Shanghai Titan Scientific Co., Ltd. | 151-21-3 | ionic detergent, dissolves both cell and nuclear membranes |
| Syringe Pump | Shenzhen Mindray Bio-Medical Electronics Co., Ltd | BeneFusion SP5 | intravenous infusion |
| Triton X-100 | Shanghai Titan Scientific Co., Ltd. | 9002-93-1 | non-ionic detergent, disrupts lipid-lipid, lipid-protein, and DNA-protein interactions |
| Venous Catheter | B. Braun Company | 24G | inserting the spleen artery |
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