Neonatale cardiaco Impalcature: Matrici innovativi per gli Studi rigenerativi

Mary G. Garry; Stefan M. Kren; Daniel J. Garry

doi:10.3791/54459

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Articolo metodologico

Neonatale cardiaco Impalcature: Matrici innovativi per gli Studi rigenerativi

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DOI:

10.3791/54459

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5 novembre 2016

Mary G. Garry¹ , Stefan M. Kren¹ , Daniel J. Garry¹

¹Lillehei Heart Institute, University of Minnesota

In questo articolo

Sommario

In questi studi, forniamo metodologia per nuovi, neonatali, impalcature cardiaci murini per l'uso in studi rigenerative.

Abstract

L'unica terapia definitiva per l'insufficienza cardiaca allo stadio terminale è il trapianto di cuore ortotopico. Ogni anno, si stima che negli Stati Uniti siano necessari più di 100.000 cuori di donatori per le procedure di trapianto cardiaco^1-2. A causa del numero limitato di donatori, ogni anno negli Stati Uniti vengono eseguiti solo circa 2.400 trapianti2^. Numerosi approcci, dagli studi di terapia cellulare all'impianto di dispositivi di assistenza meccanica, sono stati intrapresi, da soli o in combinazione, nel tentativo di indurre il cuore a ripararsi o a far riposare il cuore in insufficienza³. Nonostante questi sforzi, i dispositivi di assistenza ventricolare sono ancora ampiamente utilizzati allo scopo di fare da ponte verso il trapianto e l'utilità delle terapie cellulari, sebbene abbiano qualche promessa curativa, è ancora limitata agli studi clinici. Inoltre, è stato tentato lo xenotrapianto diretto, ma il successo è stato limitato a causa del rigetto immunitario. Chiaramente, è necessaria un'altra strategia per produrre ulteriori organi per il trapianto e, idealmente, questi organi sarebbero autologhi in modo da evitare le complicazioni associate al rigetto e all'immunosoppressione a vita. La decellularizzazione è un processo di rimozione delle cellule residenti dai tessuti per esporre la matrice extracellulare nativa (ECM) o lo scaffold. La decellularizzazione per perfusione offre la completa conservazione della struttura tridimensionale del tessuto, lasciando intatta la maggior parte delle proprietà meccaniche del tessuto⁴. Questi scaffold possono essere utilizzati per il ripopolamento con cellule sane per generare modelli di ricerca e, possibilmente, organi necessari per il trapianto. Abbiamo esposto gli scaffold di topi neonatali (P3), noti per mantenere notevoli capacità rigenerative ^{cardiache,5-8} alla decellularizzazione mediata da detergenti e abbiamo ripopolato questi scaffold con cellule cardiache murine. Questi studi supportano la fattibilità dell'ingegnerizzazione di un costrutto cardiaco neonatale. Consentono inoltre di indagare se la MEC dei cuori postnatali precoci possa contenere indizi che si tradurranno in migliori strategie di ricellularizzazione.

Introduzione

L'insufficienza cardiaca è comune e mortale. È una malattia progressiva che si traduce in una riduzione della contrattilità del cuore, che ostacola il flusso di sangue agli organi e lascia le richieste metaboliche del corpo insoddisfatte. Si stima che 5,7 milioni di americani hanno l'insufficienza cardiaca ed è la causa primaria di ospedalizzazione negli Stati Uniti ^9. Il costo collettivo di trattamento di pazienti in insufficienza cardiaca negli Stati Uniti supera i $ 300 miliardi di dollari l'anno ^9-10. L'unica terapia definitiva per l'insufficienza cardiaca allo stadio terminale è il trapianto di cuore ortotopico. Ogni ann....