Задержка интрамиокарда Доставка стволовых клеток после травмы ишемии реперфузии в модели Murine
Summary
Стволовые клетки постоянно расследуются как потенциальные методы лечения для людей с повреждением миокарда, однако, их снижение жизнеспособности и удержания в травмированных тканях может повлиять на их долгосрочную эффективность. В этой рукописи мы описываем альтернативный метод доставки стволовых клеток в модели мурина травмы ишемии реперфузии.
Abstract
Существует значительный интерес к использованию стволовых клеток (СС) для восстановления сердечной функции у лиц с травмами миокарда. Чаще всего, сердечной терапии стволовыми клетками изучается путем доставки SCs одновременно с индукцией травмы миокарда. Однако этот подход представляет собой два существенных ограничения: ранняя враждебная провоспалительные ишемические условия могут повлиять на выживание пересаженных ЦП, и он не представляет собой сценарий инфаркта подостра, при котором, скорее всего, будут использоваться ЦП. Здесь мы описываем две части серии хирургических процедур для индукции ишемии-реперфузии травмы и доставки мезенхимальных стволовых клеток (MSCs). Этот метод введения стволовых клеток может позволить для более длительной жизнеспособности и удержания вокруг поврежденных тканей, минуя первоначальный иммунный ответ. Модель травмы ишемии реперфузии была вызвана у мышей сопровождается доставкой мезенхимальных стволовых клеток (3,0 х10 5), стабилически выражая репортер гена светлячок люцифераза под constitutively выраженный промоутер CMV, внутримойокардиально 7 дней спустя. Эти животные были изображены с помощью ультразвуковой и биолюминесцентной визуализации для подтверждения травмы и инъекции клеток, соответственно. Важно отметить, что при выполнении этого двух процедурного подхода к доставке SC не было дополнительной скорости осложнений. Этот метод введения стволовых клеток, коллективно с использованием самых известных генов репортера, может позволить in vivo исследование жизнеспособности и удержания пересаженных SCs в ситуации хронической ишемии обычно видели клинически, а также в обход первоначального провоспалительный ответ. Таким образом, мы установили протокол для задержки доставки стволовых клеток в миокард, который может быть использован в качестве потенциального нового подхода в содействии регенерации поврежденной ткани.
Introduction
Сердечно-сосудистые заболевания остаются наиболее распространенной причиной заболеваемости и смертности во всем мире. Сердечные ишемические события, как было установлено, наносят ущерб общей функции миокарда и окружающих клеток1. Только ̴0,45-1,0% кардиомиоцитов будет регенерировать каждый год после повреждения миокардапроисходит 2. Несмотря на растущий спрос и присущий акцент на разработке методов лечения, терапии помощи в регенерации поврежденных тканей было трудно установить и по-прежнемутребуют дальнейшей оптимизации 3,4,5. Терапия стволовыми клетками была введена в качестве альтернативного пути для омоложения поврежденных тканей после ишемического события; однако, выдвижение этих терапий было оспорено лимитированная выживаемость и хранение клеток к поврежденной зоне6.
Микрооквидение сердца после ишемического события можно охарактеризовать как гипоксическое, прооксидантное и провоспалительные, представляя враждебные условия для терапевтических стволовых клеток, чтобы приспособиться квыживанию 7,8. Как иммунный ответ срабатывает после травмы, наивные лимфоциты, макрофаги, нейтрофилов и тучных клеток пытаются восстановить повреждения путем удаления умирающих клеток и модуляции процессадля ткани ремоделирования 9,10,11. В течение первых 3 дней после ишемии, воспаление находится на пике с выпуском провоспалительных цитокинов с большим количеством нейтрофилов и моноцитовв области 10,12. После 7 дней, большая часть воспаления утихла, и переход к репаративным клеткам начинается, продолжая до тех пор, пока ремоделирование каскад завершен, примерно 14 дней умышей 13. Наш хирургический метод является потенциальным альтернативным подходом к внедрению биопрепаратов в миокард, чтобы обойти пик врожденного иммунного ответа после травмы ишемии реперфузии. В то же время, это позволит для изучения любых методов лечения в состоянии подострый / хронической ишемии, где могут быть различные переменные для рассмотрения по сравнению с острым инфарктом миокарда.
Protocol
Representative Results
Discussion
Более 85 миллионов человек во всем мире страдают от сердечно-сосудистыхзаболеваний 3. Высокая распространенность этих ишемических явлений требует дальнейшего развития и расширения альтернативных методов лечения для содействия регенерации поврежденных тканей. Традицион?…
Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Ни один.
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).
