Cel-gebaseerde therapie voor hartfalen bij Rat: Dubbele Thoracotomie voor myocardinfarct en Epicardiale Implantatie van Cellen en Biomatrix
Summary
Implantatie van een biograft myocardiaal infarct geïnduceerd door LAD ligatie in een knaagdier model behandelen conventioneel vereist twee open-hartoperaties. Om terug te dringen en de optimale omstandigheden voor fixatie van vaste en gelatineachtige biomatrices geassocieerd met cellen, hebben minimaal invasieve procedures ontwikkeld.
Abstract
Cardiale celtherapie heeft opgedaan toenemende belangstelling en de implantatie van biomaterialen in verband met cellen is uitgegroeid tot een groot probleem om myocardcel levering te optimaliseren. Knaagdier model van een myocardinfarct (MI), bestaande uit LAD (LAD) ligatie is meestal uitgevoerd via een thoracotomie; een tweede open-hart operatie via een sternotomie is van oudsher uitgevoerd voor epicardial toepassing van de behandeling. Sinds de beschrijving van LAD ligatie model, heeft na de operatie sterftecijfer daalde 35-13%, maar de tweede operatie heeft kritiek gebleven. Om na de operatie het herstel te verbeteren en pijn en infectie te verminderen, zijn minimaal invasieve chirurgische procedures gepresenteerd. Twee thoracotomie uitgevoerd, dat het eerste voor LAD ligatie en het tweede voor behandeling epicardiale toediening. Biografts bestaande uit cellen gekoppeld aan vaste of gel Type matrices werden aangebracht op het infarct area. LAD ligatie resulteerde in verlies van hartfunctie zoals bevestigd door echocardiografie uitgevoerd na 2 en 6 weken. Goldner trichroomkleuring uitgevoerd op hart secties bevestigd transmuraal littekenvorming. Eerste en tweede operaties resulteerde in minder dan 10% postoperatieve mortaliteit.
Introduction
Sinds het einde van de 19 e eeuw, heeft hart-en vaatziekten de nummer een seriemoordenaar in de geïndustrialiseerde landen bleef. Onder hen, coronaire hartziekte is de belangrijkste oorzaak. De acute fase resulteert in een myocardinfarct (MI) en wordt gevolgd door onaangepast remodeling dat geleidelijk ontwikkelt in de richting van een chronische fase en ernstig hartfalen. Ondanks de recente belangrijke technologische en therapeutische vooruitgang, is de morbiditeit en mortaliteit ten gevolge van de progressie van hartfalen nog steeds 1. In deze context heeft celtherapie opgedaan toenemende belangstelling als een nieuwe therapeutische optie om de progressie van de ziekte naar hartfalen stoppen en de recent geïdentificeerde regeneratieve capaciteit van het myocardium te stimuleren. Experimentele en klinische onderzoeken hebben overtuigend bewijs van de gunstige effecten verkregen na harttransplantatie van verschillende celtypes aanwezig. Belangrijkste resultaten opgenomen verbeterde cardiac contractiele functie, verminderde linker ventrikel remodeling, verminderde infarctgrootte en verhoogde vasculaire dichtheid in het infarctgebied. Het lage retentie na celinjectie celaantal blijft een belangrijk nadeel. Vereniging van cellen met een biomatrix verbeteren van cel levertijd 2 hebben onlangs bevorderd onderzoeker en klinische belangen.
Ligatie van de linker anterior descending kransslagader (LAD) is een referentiemethode voor MI in kleine diermodel dat resulteert in een transmuraal infarct en een volwassen litteken. Celtherapie toegepast in de chronische fase van MI is een tweede chirurgische ingreep. Een mediane sternotomie wordt gewoonlijk uitgevoerd om intramyocardiale injectie van de cellen of epicardiale implantatie van biografts mogelijk. Dergelijke invasieve chirurgische procedures te verhogen van het sterftecijfer, na de operatie het herstel tijd, pijn, en het risico van infectie. De minimaal invasieve benadering hier gepresenteerde voorkomt niet alleen dergelijke voorspanning maar ook optimal toegankelijkheid van het centrum voor de behandeling van toepassing. MI en epicardial implantatie van cellen geassocieerd met een soort gel biomatrix worden uitgevoerd op een kloppend hart via links intercostale thoracotomie.
Protocol
Representative Results
Discussion
De permanente ligatie van de LAD veroorzaakt onomkeerbare hartschade. Het eerste diermodel werd beschreven in 1960 4. Sindsdien is het beschouwd als een standaard en geschikt model voor chronische MI. Zijn stabiliteit en reproduceerbaarheid toegestaan experimentele evaluatie van therapieën voor MI-5. Verbeterde procedures na de eerste beschrijving meldde een operatieve mortaliteit van 35-13% 6.
Zoals verwacht, LAD ligatie geïnduceerde verminderde hart…
Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
De auteurs danken Prof Hendrik Tevaearai en het Ministerie van Cardiovasculaire Chirurgie voor financiële steun voor het eerste deel van de studie.
Materials
| Name of Material/ Equipment | Company | Catalog Number | Comments/Description |
| POLYSORB 3-0 suture | COVIDIEN | UL 204 | |
| POLYSORB 5-0 suture | COVIDIEN | UL 202 | |
| SURGIPRO II 7-0 Suture | COVIDIEN | VP904X | |
| CATHETER INSYTE 14G | BD | 381267 | |
| INSPIRA ADVANCED VOLUME CONTROLLED VENTILATOR | HARVARD APPARATUS | 557058 | |
| DUMONT #7 Forceps | FST Germany | 11274-20 | |
| Fibrin sealant | BAXTER | 1501441 | TISSEEL Glue, Frozen -20°C |
| CASTROVIEJO EYE SPECULA | HARVARD APPARATUS | 72-8925 | use as retractor for the ribs |
| IMDM Glutamax | Gibco | 31980 | |
| Pen/Strep | Gibco | 15140 | |
| FBS | PAA Clone | A15-101 | |
| bone scissors | Fine Science Tols | 16044-10 | |
| Red Blood Cell Lysis Solution | Gentra Systems | D-50k1 | |
| Accutase cell detachment solution | Stem cell technology | 7920 |
Riferimenti
- Gjesdal, O., Bluemke, D. A., Lima, J. A. Cardiac remodeling at the population level–risk factors, screening, and outcomes. Nat. Rev. Cardiol. 8, 673-685 (2011).
- Alcon, A., Cagavi Bozkulak, E., Qyang, Y. Regenerating functional heart tissue for myocardial repair. Cell Mol. Life Sci. 69, 2635-2656 (2012).
- Guex, A. G., Fortunato, G., Hegemann, D., Tevaearai, H. T., Giraud, M. N. General Protocol for the Culture of Cells on Plasma-Coated Electrospun Scaffolds. Methods Mol. Biol. 1058, 119-131 (2013).
- Selye, H., Bajusz, E., Grasso, S., Mendell, P. Simple techniques for the surgical occlusion of coronary vessels in the rat. Angiology. 11, 398-407 (1960).
- Gomes, A. C., Falcao-Pires, I., Pires, A. L., Bras-Silva, C., Leite-Moreira, A. F. Rodent models of heart failure: an updated review. Heart Fail. Rev. 18, 219-249 (2013).
- Horstick, G., et al. Surgical procedure affects physiological parameters in rat myocardial ischemia: need for mechanical ventilation. Am. J. Physiol. 276, 472-479 (1999).
- Duchatelle, J. P., Vivet, P., Cortes, M., Groussard, O., Pocidalo, J. J. Respiratory and Hemodynamic-Effects of Lateral Thoracotomy or Sternotomy in Mechanically Ventilated Rats. Eur. Surg. Res. 17, 10-16 (1985).
- Giraud, M. N., et al. Hydrogel-based engineered skeletal muscle grafts normalize heart function early after myocardial infarction. Artif. Organs. 32, 692-700 (2008).
- Siepe, M., et al. Myoblast-seeded biodegradable scaffolds to prevent post-myocardial infarction evolution toward heart failure. J. Thorac. Cardiov. Sur. 132, 124-131 (2006).
- Guex, A. G., et al. Plasma-functionalized electrospun matrix for biograft development and cardiac function stabilization. Acta Biomater. 10, (2014).
- Terrovitis, J., et al. Noninvasive Quantification and Optimization of Acute Cell Retention by In Vivo Positron Emission Tomography After Intramyocardial Cardiac-Derived Stem Cell Delivery. J. Am. Coll. Cardiol. 54, 1619-1626 (2009).
- Guo, H. D., Wang, H. J., Tan, Y. Z., Wu, J. H. Transplantation of marrow-derived cardiac stem cells carried in fibrin improves cardiac function after myocardial infarction. Tissue Eng. Part A. 17, 45-58 (2011).
- Qiao, H., et al. Death and Proliferation Time Course of Stem Cells Transplanted in the Myocardium. Mol. Imaging Biol. 11, 408-414 (2009).
- Conradi, L., Pahrmann, C., Schmidt, S., Deuse, T., Hansen, A., Eder, A., et al. Bioluminescence Imaging for Assessment of Immune Responses Following Implantation of Engineered Heart Tissue (EHT). J. Vis. Exp. 52 (e2605), (2011).
