Atçılık tendinopatisinde Kemik İliği Mezenkimal Kök Hücreler Etiketli Teknesyum- 99m Vivo Görüntüleme ve Takip
Summary
This protocol describes the radiolabeling of equine mesenchymal stem cells and their implantation into tendon injuries in the horse in order to determine cell survival and tissue distribution using gamma scintigraphy.
Abstract
At tendon ve bağ yaralanmalarının tedavisinde kemik iliği mezenkimal kök hücrelerin (BMMSC) uygulanması son gelişmeler deneysel ve klinik çalışmalarda hem de sonuç önlemleri geliştirilmiş öneririz. BMMSC sayıda tendon lezyon içine implante edilir, ancak (genellikle 10-20.000.000 hücre), sadece nispeten az sayıda hayatta (<% 10), bu implantasyondan sonra 5 aya kadar devam edebilir rağmen. Bu BMMSC diğer dokulara implante edilmiş diğer türler ortak bir gözlem gibi görünüyor ve bu kayıp birçok ilk implantasyon sürecinin hayatta nasıl ve hücreler diğer organlara temizlenmiş olup olmadığını, ortaya çıktığında bunu anlamak önemlidir. Hücrelerin kaderini Takip hücrenin konumu ve hücre sayıları miktarının di vivo görüntüleme invazif olmayan implantasyon BMMSC önce radyo-etiketleme ile elde edilebilir.
Bu protokol, bir hücre labeli tarifAtlarda yaralanan fleksör tendon içine Teknesyum-99m (Tc-99m) ve implantasyon izleyen bu hücrelerin izleme kullanan ng prosedürü. Tc-99m gama ışınları yayar ve lipofilik bileşik hexamethylpropyleneamine oksim (HMPAO) varlığında hücreler tarafından içselleştirilebilir kısa süreli (t 1/2 6,01 hr) izotoptur. Bu özellikler çok farklı hastalıkların tanısında nükleer tıp kliniklerinde kullanılmak için idealdir. Etiketli hücrelerin kaderini akciğer, tiroid ve diğer organlarda Lezyonun ve hücrelerin dağılımı birikmiş hücre sayısı hem de ölçmek için, gama parıldaması ile kısa süreli (en fazla 36 saat için) 'de izlenebilir. Bu teknik, kan lökositlerinin etiketleme uyarlanmıştır ve diğer organlarda BMMSC implante görüntüye yararlanılabilir.
Introduction
Hastalıklı ya da zarar görmüş dokuların onarımı için Rejeneratif stratejiler etkilenen bölgeye doku çeşitli türetilir ve implante multipotent kök hücreleri dayanmaktadır. Atlarda tendon ve bağ yaralanmalarının tedavisinde otolog BMMSC uygulamasında son gelişmeler hem deneysel 1-5 iyileştirmiştir önlemleri ve klinik çalışmalar 6 göstermiştir. At o yaşta muzdarip ve distal ön ayakları tendon yaralanmaları ile ilgili aşırı yorgunluk, bir atletik hayvan olduğu için tedaviler ile ilgili kök hücre etkinliğini değerlendirmek için özellikle çekici bir model olduğunu ve büyük bir kolaylaştırıcı kemik iliği kurtarma ve Doğru implantasyon. Tendon yaralanmaları fibrozis ile doğal iyileşir ama iyileşmiş tendon 7 işlevsel aşağı ve yeniden yaralanma 8 yüksek risk taşır. Bir elastik enerji olarak hareket etmek gelişti gibi yüzeysel dijital fleksör tendon (MFDS) en sık etkilenenmağaza ve deneyimler yüksek yükleme enerjisini verimli ve yüksek hızda lokomosyon elde vurguluyor. Yaralanma sonrası işlevini geri nedenle önemlidir. Bu yaralanmalar benzer bir işlevi 9 gerçekleştirir insanlarda Aşil tendonu etkileyen benzemektedir. Bu nedenle hücre tabanlı rejeneratif stratejiler sonuçlarını iyileştirmek için ve yeniden yaralanmaları azaltmak için cazip bir fırsat sunuyoruz, tedavi ya da yaralanmalar için iyi onarımını sağlamak iyi bir tedavi seçeneği vardır.
Çalışmaların çoğunda 5-20.000.000 otolog BMMSC genellikle bu nedenle hücreler için bir kap gibi davranır tendon vücudun çekirdek içinde meydana lezyon içine doğrudan enjekte edilir. Bir kez enjekte edilen hücrelerin kaderi hücreleri son zamanlarda tarif edilmiştir izlemek için açık ve farklı hücre etiketleme yöntemleri değildir. Bir floresan etiket ile etiketlenmiş hücreler, sadece nispeten az sayıda (<% 10) 10,11 hayatta gösterilmiştir. Floresan etiketleri gerektirenzaman alıcıdır ve değildir, histolojik analiz için doku çıkarma ve kesit hali hazırda büyük bir hayvan modelinde veya klinik vakalarda geçici analiz kolaylaştırır. Daha yeni çalışmada, hücreleri etiketlemek ve gama sintigrafisi 1 kendi kaderini takip radyoizotop 99m Tc kullandık. Bu yöntem, hızlı karşılaştırmalar intra-arteriyel 12 veya intravenöz enjeksiyon yoluyla 1,12 juguler ven 1 veya bölgesel perfüzyon yoluyla intravenöz lezyon içine dahil olmak üzere hücre teslim farklı yolları, arasında yapılacak sağlar. Hücrelerin sebat ve dağıtımı daha sonra çeşitli organlarda gama sintigrafisi ile görüntülenebilir. Bu hücrelerin sadece% 24 intralezyonel 24 saat 1 ile lezyonun kaldı enjekte ve deneysel oluşturulan lezyonlar kullanarak ve aynı radyoetiket 5 kullanarak bir başka çalışmada tarafından desteklenen olduğunu göstermiştir. Ayrıca, hücreler delivere tendon lezyonları içine eve sınırlı yeteneğini göstermekintravenöz bölgesel perfüzyon veya tarafından d ama ikincisi yolları 4 ile akciğerlere dağılır.
Demir nanopartiküller ile etiketlenmiş BMMSC ön ayakları tendonların 13 implante hücreleri izlemek için alternatif bir yöntemdir. Demir nanopartikül etiketli hücreler MRI ile in vivo olarak, hücre izlenmesine izin birlikte, büyük bir hayvanda zamansal çalışmalar, anestezi MRG gerçekleştirmek için her bir zaman noktasında tatbik edilebilir kaç kez ile sınırlıdır. Ayrıca, demir nanopartiküller tendon vücuda işaretli hücrelerin göç hakkında bilgi sınırlar MR hipointens bulunmaktadır. Kullanılabilen diğer radyoizotoplar İndiyum-111 bulunur, ancak bu Tc-99m daha uzun bir yarı-ömür dezavantajına (2,8 gün vs 6,0 saat) ve daha yüksek bir gama ışını emisyonu enerji uğrar. İndiyum-111 14 ile etiketlenmiş Buna ek olarak, hücre canlılığı, azaltılabilir bildirilmiştir. Tc-99m, diğer taraftan, rutin olarak iki, at ve insan nükleer kullanılantıp periferik kan mononükleer hücreleri etiketlemek ve sintigrafi ile in vivo dağıtımını takip etmek. Bu nispeten kolay hücrelere, Tc-99m-HMPAO olarak, teknesyum bağlamak için bir bağlayıcı molekül olarak HMPAO ile hücreler tarafından alınabilir. Tc-99m-HMPAO BMMSC iyi canlılığı göstermek ve in vitro 4 çoğalırlar yapabilirsiniz etiketli. Bu protokol ön ayakları MFDS doğal olarak oluşan lezyonlar içine implante etiketleme ve at otolog BMMSC izleme ayrıntıları.
Bu protokol sadece amaçlanan bir araştırma aracı olarak kullanılmak üzere dikkat etmek önemlidir. Klinik tedavi yöntemi olarak kullanımı tam olarak açıklığa kavuşturulamamıştır hücresel fenotip üzerindeki radyoaktif etkisi olarak tavsiye edilmez.
Protocol
Representative Results
Discussion
Kemik iliğine ek olarak, yağ dokusu gibi kaynaklardan izole edilmiş kök hücrelerin bu protokol ile etiketlenmesi için uygundur. Bundan başka, bir donmuş durumdan hücreler canlandırıldı ve markalama çalışmaları 12 için arzu edilen numaralara kültürde genişletilebilir.
BMMSC etiketleme etkinliğini belirleyen önemli bir faktör radyofarmasötiklerin molibdenyum jeneratöründen Tc-99m elüsyonu arasındaki zaman, Tc-99m-HMPAO hazırlanması ve klinikte radyofarm…
Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
The authors would like to acknowledge funding from the Horserace Betting Levy Board U.K. (grant number 721) and VetCell BioScience Ltd, U.K. and by Consejerìa de Innovaciòn, Ciencia y Empresa, Junta de Andalucìa, Spain.
Materials
| Technetium99m | Please enquire with local ionisation radiation supplier in accordance with legal requirements. The isotope must be used within 2 h of elution from the molybdenum-99 generator | ||
| Ceretec – Hexamethylpropyleneamine oxime (HMPAO) | GE HealthCare | Please enquire directly with GE HealthCare | |
| Microfuge, Minispin/Minispin Plus | Ependorf | 22620100 | |
| 18G and 19G Needles | Terumo Medical | NN-1838R (18G); NN1938R (19G) | |
| Syringes 1 mL and 2 mL | Scientific Laboratory Supplies Ltd | SYR6200 (1 mL); SYR6003 (2 mL) | |
| Microcentrifuge tubes 1.5 mL | Greiner Bio-One Ltd | 616201 | |
| PBS – Phosphate-Buffered Saline | LifeTechnologies | 14190 | |
| Sterile Gauze Swabs | Shermond Ltd | UNG602 | |
| CoflexVet self adhering bandage | Andover Healthcare, Inc. | 3540RB-018 | |
| Ultrasound imaging software | Scion Image, Scion Corporation, USA | ||
| MicasXplus Scintigram processing software | Bartec Technologies Ltd | http://www.bartectechnologies.com/veterinaryscintigraphy.html | |
| Field isotope counter for monitoring isotope | John Caunt U.K. | GMS1800a | http://www.johncaunt.com/ |
| Well counter for isotope measurements, dose calibrator | Capintec Southern Scientific | CRC-25R |
Riferimenti
- Becerra, P., et al. Distribution of injected technetium(99m)-labeled mesenchymal stem cells in horses with naturally occurring tendinopathy. Journal of Orthopaedic Research. 31, 1096-1102 (2013).
- Nixon, A. J., Dahlgren, L. A., Haupt, J. L., Yeager, A. E., Ward, D. L. Effect of adipose-derived nucleated cell fractions on tendon repair in horses with collagenase-induced tendinitis. American Journal of Veterinary Research. 69, 928-937 (2008).
- Schnabel, L. V., et al. Mesenchymal stem cells and insulin-like growth factor-I gene-enhanced mesenchymal stem cells improve structural aspects of healing in equine flexor digitorum superficialis tendons. Journal of Orthopaedic Research. 27, 1392-1398 (2009).
- Smith, R. K., et al. Beneficial effects of autologous bone marrow-derived mesenchymal stem cells in naturally occurring tendinopathy. PloS one. 8, e75697 (2013).
- Sole, A., et al. Distribution and persistence of technetium-99 hexamethyl propylene amine oxime-labelled bone marrow-derived mesenchymal stem cells in experimentally induced tendon lesions after intratendinous injection and regional perfusion of the equine distal limb. Equine Veterinary Journal. 45, 726-731 (2013).
- Godwin, E. E., Young, N. J., Dudhia, J., Beamish, I. C., Smith, R. K. Implantation of bone marrow-derived mesenchymal stem cells demonstrates improved outcome in horses with overstrain injury of the superficial digital flexor tendon. Equine Veterinary Journal. 44, 25-32 (2012).
- Crevier-Denoix, N., et al. Mechanical properties of pathological equine superficial digital flexor tendons. Equine Veterinary Journal. 29, 23-26 (1997).
- O’Meara, B., Bladon, B., Parkin, T. D., Fraser, B., Lischer, C. J. An investigation of the relationship between race performance and superficial digital flexor tendonitis in the Thoroughbred racehorse. Equine Veterinary Journal. 42, 322-326 (2010).
- Alexander, R. M. Energy-saving mechanisms in walking and running. The Journal of Experimental Biology. 160, 55-69 (1991).
- Guest, D. J., Smith, M. R., Allen, W. R. Monitoring the fate of autologous and allogeneic mesenchymal progenitor cells injected into the superficial digital flexor tendon of horses: preliminary study. Equine Veterinary Journal. 40, 178-181 (2008).
- Guest, D. J., Smith, M. R., Allen, W. R. Equine embryonic stem-like cells and mesenchymal stromal cells have different survival rates and migration patterns following their injection into damaged superficial digital flexor tendon. Equine Veterinary Journal. 42, 636-642 (2010).
- Sole, A., et al. Scintigraphic evaluation of intra-arterial and intravenous regional limb perfusion of allogeneic bone marrow-derived mesenchymal stem cells in the normal equine distal limb using (99m) Tc-HMPAO. Equine Veterinary Journal. 44, 594-599 (2012).
- Carvalho, A. M., et al. Evaluation of mesenchymal stem cell migration after equine tendonitis therapy. Equine Veterinary Journal. 46, 635-638 (2014).
- Welling, M. M., Duijvestein, M., Signore, A., van der Weerd, L. In vivo biodistribution of stem cells using molecular nuclear medicine imaging. Journal of Cellular Physiology. 226, 1444-1452 (2011).
- Dowling, B. A., Dart, A. J., Hodgson, D. R., Smith, R. K. Superficial digital flexor tendonitis in the horse. Equine Veterinary Journal. 32, 369-378 (2000).
- Kasashima, Y., Ueno, T., Tomita, A., Goodship, A. E., Smith, R. K. Optimisation of bone marrow aspiration from the equine sternum for the safe recovery of mesenchymal stem cells. Equine Veterinary Journal. 43, 288-294 (2011).
- Avella, C. S., et al. Ultrasonographic assessment of the superficial digital flexor tendons of National Hunt racehorses in training over two racing seasons. Equine Veterinary Journal. 41, 449-454 (2009).
- de Vries, E. F., Roca, M., Jamar, F., Israel, O., Signore, A. Guidelines for the labelling of leucocytes with (99m)Tc-HMPAO. Inflammation/Infection Taskgroup of the European Association of Nuclear Medicine. European Journal of Nuclear Medicine and Molecular Imaging. 37, 842-848 (2010).
- Trela, J. M., et al. Scintigraphic comparison of intra-arterial injection and distal intravenous regional limb perfusion for administration of mesenchymal stem cells to the equine foot. Equine Veterinary Journal. 46, 479-483 (2014).
- Barbash, I. M., et al. Systemic delivery of bone marrow-derived mesenchymal stem cells to the infarcted myocardium: feasibility, cell migration, and body distribution. Circulation. 108, 863-868 (2003).
- Heckl, S. Future contrast agents for molecular imaging in stroke. Current Medicinal Chemistry. 14, 1713-1728 (2007).
