تأخر التسليم داخل القلب للخلايا الجذعية بعد إصابة إعادة ضخ الإقفاري في نموذج مورين
Summary
يتم التحقيق في الخلايا الجذعية باستمرار كعلاجات محتملة للأفراد الذين يعانون من تلف عضلة القلب ، ومع ذلك ، يمكن أن يؤثر انخفاض قدرتها على البقاء والاحتفاظ داخل الأنسجة المصابة على فعاليتها على المدى الطويل. في هذه المخطوطة، نُصف طريقة بديلة لتوصيل الخلايا الجذعية في نموذج من اِصابة إعادة ضخ الإقفار.
Abstract
هناك اهتمام كبير في استخدام الخلايا الجذعية (SCs) لاستعادة وظيفة القلب في الأفراد الذين يعانون من إصابات عضلة القلب. الأكثر شيوعا، تتم دراسة العلاج بالخلايا الجذعية القلبية عن طريق تقديم SCs بالتزامن مع تحريض إصابة عضلة القلب. ومع ذلك، فإن هذا النهج يمثل قيدين هامين: قد تؤثر البيئة الإقفارية المعادية المبكرة للالتهابات على بقاء الـ SCs المزروعة، ولا تمثل سيناريو احتشاء تحت الحاد حيث من المرجح أن يتم استخدام SCs. هنا نحن وصف سلسلة من جزأين من العمليات الجراحية لاستقراء إصابة الإقفاريات reperfusion والولادة من الخلايا الجذعية mesenchymal (MSCs). قد تسمح هذه الطريقة من إدارة الخلايا الجذعية لقابلية البقاء الأطول والاستبقاء حول الأنسجة التالفة من خلال التحايل على الاستجابة المناعية الأولية. تم حث نموذج من إصابة إعادة ضخ الإقفاري في الفئران يرافقها تسليم الخلايا الجذعية mesenchymal (3.0 × 105) ، والتعبير بشكل ثابت عن المراسل الجيني firefly luciferase تحت المروج CMV أعرب عن المكونة ، داخل الرحمية 7 أيام في وقت لاحق. تم تصوير الحيوانات عن طريق الموجات فوق الصوتية والتصوير بالإنارة الحيوية لتأكيد الإصابة وحقن الخلايا ، على التوالي. الأهم من ذلك، لم يكن هناك أي معدل مضاعفات إضافية عند تنفيذ هذا النهج الإجراءين للتسليم SC. هذه الطريقة من إدارة الخلايا الجذعية، مجتمعة مع استخدام الدولة من بين أحدث الجينات مراسل، قد تسمح لدراسة في الجسم الحي من صلاحية والاحتفاظ SCs زرع في حالة من نقص التروية المزمنة ينظر عادة سريريا، في حين يتحايل أيضا على الاستجابة الأولية الموالية للالتهابات. باختصار، وضعنا بروتوكولاً لتأخر وصول الخلايا الجذعية إلى عضلة القلب، والذي يمكن استخدامه كنهج جديد محتمل في تعزيز تجديد الأنسجة التالفة.
Introduction
ولا تزال أمراض القلب والأوعية الدموية هي السبب الأكثر شيوعاً في معدلات الاعتلال والوفيات في جميع أنحاء العالم. وقد وجد أن الأحداث الإقفاري القلبية الضارة إلى الوظيفة العامة للقلب والخلايا المحيطة1. فقط ̴0.45-1.0% من عضلة القلب سوف تتجدد كل عام بعد حدوث تلف عضلة القلب2. على الرغم من الطلب المتزايد والتركيز المتأصل على تطوير العلاجات، العلاجات المساعدة في تجديد الأنسجة المصابة كان من الصعب إنشاء ولا تزال تتطلب المزيد من التحسين3,4,5. وقد أدخلت علاجات الخلايا الجذعية كمسار بديل لتجديد الأنسجة التالفة بعد حدوث حدث نقص التروية; ومع ذلك، تم الطعن في تقدم هذه العلاجات من خلال البقاء على قيد الحياة والاحتفاظ بالخلايا إلى منطقة المصابة6.
يمكن وصف البيئة الدقيقة للقلب بعد حدوث نقص في التروية بأنه نقص في الأكسجة، ومناصر للأكسدة، ومناصر للالتهابات، وتقديم ظروف عدائية للخلايا الجذعية العلاجية للتكيف مع البقاء على قيد الحياة7،8. كما يتم تشغيل استجابة مناعية بعد الإصابة، اللمفاويات الساذجة، الضامة، العدلات والخلايا الصاري محاولة لإصلاح الضرر عن طريق إزالة الخلايا المحتضرة والتضمين عملية لإعادة عرض الأنسجة9،10،11. في غضون الأيام 3 الأولى بعد نقص التروية، والتهاب في ذروته مع الافراج عن السيتوكينات الموالية للالتهابات مع أعداد كبيرة من العدلات ومحاديات في المنطقة10،12. بعد 7 أيام، وقد هدأت الكثير من الالتهاب والانتقال إلى الخلايا التعويضية يبدأ، والاستمرار حتى اكتمال سلسلة إعادة عرض، ما يقرب من 14 يوما في الفئران13. طريقتنا الجراحية هي نهج بديل محتمل لإدخال البيولوجيات في عضلة القلب لتجاوز ذروة الاستجابة المناعية الفطرية بعد إصابة إعادة حقن الإقفاري. وفي الوقت نفسه، فإنه سيسمح لدراسة أي علاجات في حالة نقص التروية/نقص التروية المزمن حيث قد يكون هناك متغيرات مختلفة للنظر بالمقارنة مع احتشاء عضلة القلب الحاد.
Protocol
Representative Results
Discussion
أكثر من 85 مليون شخص في جميع أنحاء العالم يعانون من أمراض القلب والأوعية الدموية3. ارتفاع انتشار هذه الأحداث الإقفارية يبرر المزيد من التطوير والتوسع في العلاجات البديلة لتعزيز تجديد الأنسجة التالفة. تستخدم الطرق التقليدية إجراء إعادة ضخ الإقفار الإقفاري في بيئة حادة مع الإد?…
Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
اي.
Materials
| 0.9% NaCl Irrigation, USP | Baxter | 0338-0048-04 | |
| 11×12" Press n' Seal surgical drape, autoclavable | SAI Infusion Technologies | PSS-SD | |
| 24G 3/4" IV catheter tube | Jelco | 4053 | |
| 28G x 1/2" 1mL allergy syringe | BD | 305500 | Injection of analgesic |
| 30G x 1/2" 3/10cc insulin syringe | Ulticare | 08222.0933.56 | Injection of stem cells |
| 6-0 S-29, 12" Vicryl suture | Ethicon | J556G | Intercostal, superficial muscle and skin layer incision closure |
| 9-0 BV100-4, 5" Ethilon suture | Ethicon | 2829G | Ligation of the LAD artery |
| Absorbent underpad | Thermo Fischer Scientific | 14-206-64 | For underneath the animal |
| Alcohol prep pads, 2 ply, medium | Coviden | 6818 | |
| Anti-fog face mask | Halyard | 49235 | |
| Bonn Strabismus scissors, curved, blunt | Fine Science Tools | 14085-09 | |
| Buprenorphine HCL SR LAB 1mg/ml, 5 ml | ZooPharm Pharmacy | Buprenorphine narcotic analgesic formulated in a polymer that slows absorption extending duration of action (72 hours duration of activity). | |
| Castroviejo needle holders, curved | Fine Science Tools | 12061-01 | |
| Curity sterile gauze sponges | Coviden | 397310 | |
| Delicate suture tying forceps, 45 angle bent | Fine Science Tools | 11063-07 | |
| Electric Razor | Wahl | Fur removal | |
| Isoflurane 100 ml | Cardinal Health | PI23238 | Anesthetic |
| Lab coat | |||
| Monoject 1 mL hypodermic syringe | Coviden | 8881501400 | |
| Moria iris forceps, curved, serrated (x2) | Fine Science Tools | 11370-31 | |
| Moria speculum retractor | Fine Science Tools | 17370-53 | |
| Mouse endotracheal intubation kit | Kent Scientific | ||
| Nair depilatory cream | Johnson & Johnson | Fur removal | |
| Optixcare eye lube plus | Aventix | Sterile ocular lubricant | |
| Physiosuite ventilator | Kent Scientific | ||
| PolyE Polyethylene tubing | Harvard Apparatus | 72-0191 | Temporary compression of LAD artery |
| Povidone-iodine swabs | PDI | S41125 | |
| Scalpel, 10-blade | Bard-Parker | 371610 | |
| Sterile 3" cotton tipped applicators | Cardinal Health | C15055-003 | |
| Sterile 6" tapered cotton tip applicators | Puritan | 25-826-5WC | |
| Sterile gloves | Cardinal Health | N8830 | |
| Sterilization pouches | Medline | MPP100525GS | |
| Surgery cap | |||
| Surgical Microscope | Leica | M125 | |
| Suture tying forceps, straight (x2) | Fine Science Tools | 10825-10 | |
| Transpore surgical tape | 3M | 1527-1 | |
| Triple antibiotic ointment | G&W Laboratories | 11-2683ILNC2 | Topical application to prevent infection |
| Vannas-Tübingen Spring Scissors, curved | Fine Science Tools | 15004-08 | |
| Vetflo vaporizer | Kent Scientific |
Riferimenti
- Franchi, F., et al. The Myocardial Microenvironment Modulates the Biology of Transplanted Mesenchymal Stem Cells. Molecular Imaging Biology. , (2020).
- Bergmann, O., et al. Evidence for cardiomyocyte renewal in humans. Science. 324 (5923), 98-102 (2009).
- Writing Group, M., et al. Heart Disease and Stroke Statistics-2016 Update: A Report From the American Heart Association. Circulation. 133 (4), 38 (2016).
- Gersh, B. J., Simari, R. D., Behfar, A., Terzic, C. M., Terzic, A. Cardiac cell repair therapy: a clinical perspective. Mayo Clinic Protocol. 84 (10), 876-892 (2009).
- Terzic, A., Behfar, A. Regenerative heart failure therapy headed for optimization. European Heart Journal. 35 (19), 1231-1234 (2014).
- Beegle, J., et al. Hypoxic preconditioning of mesenchymal stromal cells induces metabolic changes, enhances survival, and promotes cell retention in vivo. Stem Cells. 33 (6), 1818-1828 (2015).
- Kubli, D. A., Gustafsson, A. B. Mitochondria and mitophagy: the yin and yang of cell death control. Circulation Research. 111 (9), 1208-1221 (2012).
- Psaltis, P. J., et al. Noninvasive monitoring of oxidative stress in transplanted mesenchymal stromal cells. JACC Cardiovascular Imaging. 6 (7), 795-802 (2013).
- Peet, C., Ivetic, A., Bromage, D. I., Shah, A. M. Cardiac monocytes and macrophages after myocardial infarction. Cardiovasc Research. 16 (6), 1101-1112 (2020).
- Swirski, F. K., Nahrendorf, M. Cardioimmunology: the immune system in cardiac homeostasis and disease. Nature Reviews Immunology. 18 (12), 733-744 (2018).
- Zhang, Z., et al. Mesenchymal Stem Cells Promote the Resolution of Cardiac Inflammation After Ischemia Reperfusion Via Enhancing Efferocytosis of Neutrophils. Journal of the American Heart Association. 9 (5), 014397 (2020).
- Saxena, A., Russo, I., Frangogiannis, N. G. Inflammation as a therapeutic target in myocardial infarction: learning from past failures to meet future challenges. Translational Research. 167 (1), 152-166 (2016).
- Prabhu, S. D., Frangogiannis, N. G. The Biological Basis for Cardiac Repair After Myocardial Infarction: From Inflammation to Fibrosis. Circulation Research. 119 (1), 91-112 (2016).
- Dominici, M., et al. Minimal criteria for defining multipotent mesenchymal stromal cells. The International Society for Cellular Therapy position statement. Cytotherapy. 8 (4), 315-317 (2006).
