Die Implantation von Ferumoxides Labeled humanen mesenchymalen Stammzellen in Knorpeldefekte
Summary
Ziel der Präsentation ist es, eine hohe Reproduzierbarkeit der Methode zur Matrix verbunden Stammzellen Implantate in Knorpeldefekte, die visualisiert werden MR-Bildgebung erzeugen kann demonstrieren. Stammzellen sind mit von der FDA zugelassene Ferumoxides mit Agarose, implantiert in Knorpeldefekte und abgebildet mit einem 7T MR-Scanner bezeichnet.
Abstract
Das Gebiet des Tissue Engineering integriert die Prinzipien der Ingenieur-, Zell-Biologie und der Medizin auf die Regeneration von bestimmten Zellen und funktionelle Gewebe. Matrix verbunden Stammzellen Implantate (MASI) sollen Knorpeldefekte durch arthritischen oder traumatische Gelenkverletzungen zu regenerieren. Adulten mesenchymalen Stammzellen (MSCs) haben die Fähigkeit, in Zellen des chondrogene Linie zu unterscheiden und haben vielversprechende Ergebnisse für zellbasierte Gelenkknorpel Reparatur-Technologien. Autologe MSCs können aus einer Vielzahl von Geweben isoliert werden, können in Zellkulturen, ohne ihre Differenzierungspotenzial erweitert werden, und haben gezeigt, chondrogene Differenzierung in vitro und in vivo 1, 2.
Um lokale Speicherung und Lebensfähigkeit der transplantierten MSCs in Knorpeldefekte bieten, ist ein Gerüst benötigt, das auch spätere Differenzierung und Proliferation. Die Architektur des Gerüsts führt Gewebebildung und ermöglicht die extrazelluläre Matrix, die von den Stammzellen produzierte, zu erweitern. Frühere Untersuchungen haben gezeigt, dass ein 2% iges Gerüst kann die Entwicklung von stabilen hyalinen Knorpel zu unterstützen und nicht induziert Immunreaktionen drei.
Langfristige Aufbewahrung von transplantierten Stammzellen in MASI ist entscheidend für die Knorpelregeneration. Kennzeichnung von MSCs mit Eisenoxid-Nanopartikel können für langfristige In-vivo-Tracking mit nicht-invasiven MR Bildgebung 4.
Diese Präsentation wird zeigen, Techniken zur Kennzeichnung MSCs mit Eisenoxid-Nanopartikel, die Erzeugung von Zell-Agarose-Konstrukte und die Implantation dieser Konstrukte in Knorpeldefekte. Die markierten Konstrukte können nicht-invasiv mit MR-Imaging verfolgt werden.
Protocol
Discussion
Das beschriebene Protokoll bietet eine reproduzierbare Möglichkeit, MSCs mit Eisenoxid-Nanopartikel-Label und Implantat dieser markierten MSCs in Knorpeldefekte. Diese Technik ermöglicht nicht-invasive Darstellung von Stammzell-Transplantationen in Knorpeldefekte mit der MR-Bildgebung, die eine frühzeitige Erkennung von MASI Fehler erlaubt. Eine Dislokation oder Efflux der markierten Zellen können basierend auf einem Verschwinden des Etiketts von der Transplantation vor Ort auf MR-Bildern diagnostiziert werden. Eine…
Acknowledgements
Diese Arbeit wurde durch ein Stipendium des National Institute of Arthritis and Muskel-Skelett-Skin Diseases, NIH RO1AR054458 unterstützt.
Materials
| Material Name | Tipo | Company | Catalogue Number | Comment |
|---|---|---|---|---|
| D-MEM High Glucose | Reagent | Sigma | D5648 | |
| PBS (Ca++, Mg++ free) | GIBCO | 14190-144 | ||
| Trypsin-EDTA 0.05% | Invitrogen | 25399-120 | ||
| FBS | Hyclone | SH30071.03 | ||
| Penicillin/Streptomycin | GIBCO | 15140-122 | ||
| Ferumoxides (Endorem) | Guerbet | |||
| Agarose Typ VII | Sigma | A9045 | Dilute Agarose in PBS to final concentration of 4% |
Riferimenti
- Mauck, R. L., Yuan, X., Tuan, R. S. Chondrogenic differentiation and functional maturation of bovine mesenchymal stem cells in long-term agarose culture. Osteoarthritis Cartilage. 14, 179-189 (2006).
- Pittenger, M. F. Multilineage potential of adult human mesenchymal stem cells. Science. 284, 143-147 (1999).
- Rahfoth, B. Transplantation of allograft chondrocytes embedded in agarose gel into cartilage defects of rabbits. Osteoarthritis Cartilage. 6, 50-65 (1998).
- Henning, T. D., Boddington, S., Daldrup-Link, H. E. Labeling hESCs and hMSCs with iron oxide nanoparticles for non-invasive in vivo tracking with MR imaging. J Vis Exp. , (2008).
