経皮的造影エコー ガイド心筋と大規模な前臨床モデルで携帯配信
1Institute for Cardiovascular and Metabolic Research, School of Biological Sciences,University of Reading, 2Departamento de Medicina y Cirugía Animal, Facultad de Veterinaria,Universidad de Murcia, 3Institute of Virology and Immunology (IVI), 4Departamento de Anatomía y Anatomía Comparada, Facultad de Veterinaria,Universidad de Murcia, 5Unidad de Trasplante Hematopoyético y Terapia Celular, Departamento de Hematología, Hospital Universitario Virgen de la Arrixaca, IMIB,Universidad de Murcia
Summary
心臓再生医療の新規治療戦略人間の使用を考慮することができます彼ら前に大規模な前臨床動物モデルで広範かつ詳細な研究が必要です。ここでは、このような新規薬剤の有効性の仮説のために貴重であるウサギでは、経皮的コントラスト心エコー法誘導心筋注入法を示す.
Abstract
細胞、遺伝子療法はエキサイティングな設定での心不全の心筋再生の目的のための有望な作戦削減駆出分画 (原因の寄与について)。前に彼らの使用のために考慮し、人間に実装できます、広範な臨床研究は大規模な動物モデルで安全性、有効性、および心筋に一度配信 (例えば、幹細胞) の注入液の運命評価する必要があります。小型の齧歯動物モデル利点 (例えば、費用対効果、こうして遺伝的操作のため);但し、これらのモデルの制約を考えると、これらの調査結果はほとんどクリニックに翻訳の。逆に、ウサギなど大動物モデル (例えば人間や他の大型動物と比較して同じような心臓電気生理学) の利点がある費用対効果のバランスを維持しながら。ここでは、低侵襲、安全、忍容性および細胞を含む injectates のターゲットを絞った配信で非常に効果的である経皮的コントラスト心エコー法誘導心筋注入 (IMI) テクニックを実行する方法を示します家兎モデルの心筋内いくつかの場所。この手法の実装、私たちはまた広く利用可能な臨床心エコー検査システムの利用をしています。ここで説明したプロトコルを練習に入れ後、基本的な超音波の知識を持つ研究員にこの汎用性と低侵襲技術実験、仮説をテストの目的で日常的に使用のパフォーマンスで有能なる、家兎モデルにおける心筋再生治療の能力。一度能力を達成すると、全体の手順はあるウサギの後 25 分以内で実行できます。
Introduction
細胞、遺伝子療法はエキサイティングな今まで原因の寄与についてで負傷した心筋を再生する/修復するための戦略の開発。いくつかの研究は、IMI の冠動脈内注入または静脈内のルート1,2以上の優位性を実証している一貫して携帯配信の路線の有効性 (例えば、細胞保持率) を比較しています。,3,4,5しますしたがって、IMI、開胸手順6,7 で直視下実行を介して注入液を負傷した心筋幹細胞療法の並進モデルに関する研究の大部分に提供意外じゃない。.ただし、このアプローチは、ペリ手続き死亡 (多くの場合報告されたの下)8リスクを運ぶプロシージャの侵襲的な性質など、いくつかの制限をあります。さらに、直視下 IMI は不注意な心室キャビティ注入の可能性をしないわけです。臨床実習では開胸手術中に IMI が治療携帯配信などの適切な方法である、中に冠動脈バイパス術 (CABG);ただし、このアプローチ適さない場合があります携帯配信の非虚血性起源 (例えば、アントラサイクリン系誘発性心筋 (AICM) への二次原因の寄与について) のグローバルの心筋症。
その虚血性心疾患 (IHD) は原因の寄与についての最も一般的な原因は間違いない (〜 66%)9,10; ただし、AICM を含む、非虚血性心筋症も原因の寄与について (33%)9患者のかなりの割合に影響.確かに、臨床腫瘍学の最近の進歩をもたらしました11米国単独で、癌の生存者以上 1000 万12 のがん患者の生存率の改善傾向が全体で一貫性のあるヨーロッパで同様の数の見積もり ,13。したがって、新規治療法の利点を探検するなど幹細胞移植幹細胞配信の効果と低侵襲ルートの試用と同様、非虚血性心筋症が最も重要なは、患者数の増加を与えられる心毒性の抗がん剤に二次的影響を受けます。
注記のうち、よく負傷した心筋を修復/再生を目指して幹細胞療法を用いた研究の仮説は小さい齧歯動物 (例えば、マウスおよびラット) の使用を含みます。これらのモデルは、通常いくつかの固有の関連付けられている制限 (例えば残響)14のある線形アレイ探触子が装備されて、心機能の評価のため高価な高周波超音波診断装置を多くの場合必要。しかし、大規模な臨床モデルを表す、ウサギなどの他のモデルは原因の寄与についての幹細胞療法の仮説をテストするためのいくつかの利点にあります。したがって、ラット、マウスと対照をなしてウサギを維持 Ca+2輸送システムと似ている人間や他の大型動物 (例えば犬、豚)15,16,17 細胞の電気生理 ,18,19。もう一つの利点は、こうして心臓超音波イメージング比較的安価な使用およびなど比較的高周波位相アレイ探触子、例えば、12 MHz を搭載した広く利用可能な臨床心エコー検査システムこれらの新生児・小児循環器でよく使用されます。これらのシステムは、最先端の技術と優秀な心エコー画像をできるし、ハーモニック イメージング20の優位性を活用します。さらに、広範な仮説検定の心臓再生治療 (例えば、幹細胞療法) の可能性、安全性、有効性、cardiomyogenic 可能性と同様、一度、注入液の運命の評価に配信される、人間が使うのためにみなされ、彼らはウサギ17,19などの大規模な前臨床動物モデルの使用を必要とする前に、心筋は必須です。ここでは、非虚血性心筋症20 の幹細胞移植による治療を目指した臨床心エコー システムを用いた経皮的コントラスト エコー法ガイド IMI による携帯配信の低侵襲手法について述べる.家兎心臓に注入液の超音波コントラスト エージェントとその場でトレーサーとしてインドのインク (InI、中国インクとも呼ばれます) の利点を述べる。
Protocol
記載実験はスペイン、ムルシア大学研究倫理委員会で承認され、ディレクティブ 2010年/63/EU 欧州委員会に従って行われました。仕事の計画の一部であったし、この用紙に添付のビデオを撮影目的が行われなかった標準動作のプロトコルの下で説明されている手順を行った。 1. 細胞と哺乳類発現ベクターの作製 注: ここでは、簡潔に述べる準備 (人間萌?…
Representative Results
InI で経皮的コントラスト エコー ガイドの IMI: 上記で説明したプロトコルを使用して、貫壁性 hyperechogenicity が InI の配信中に観察された心エコー法と注入開始によって確認された針の先端の最適配置、一度 (PBS で 10 %v/v) (図 2 e)、対象地域 (図 2 f) に IMI 後まもなく?…
Discussion
主な目的の使用を活用しながらウサギ (サイズ臨床大動物モデル)17,18, 心筋への幹細胞の配信に使用できる低侵襲技術を開発することでした、比較的安価なイメージング システムを容易に利用できる多くの臨床や研究センター。ここで、臨床心エコー システムを使用して、ことを示す、InI、トレース機能の in situと高エコー特性、成功した経…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
著者は、シーラ モンフォート、ブレンダー ・ マルティネス、カルロス ・ Micó、アルベルト ・ ムニョス、マヌエル ・ モリーナを EGFP(+) HEK 293 細胞を提供するためのデータ、およびカルロス ・ ブエノのコレクション中に優れた支援ありがちましょう。この仕事だったの一部がサポートされている: フンダシオン Séneca、y Agencia de サイエンス テクノロジー、合衆国・ デ ・ ムルシア, スペイン (JT) (許可番号: 11935/PI/09);赤デ Terapia Celular、ISCIII-サブ。Gral。Redes、VI PN デ私 + D + 私 2008-2011 (付与なし。RD12/0019/0001) 欧州連合 (フェダー) (JMM); の資金調達構造との協調融資 (JMM)読書の大学、イギリス (AG、GB) (中央の資金)。資金提供者には、研究デザイン、データ収集と分析、意思決定を発行し、または原稿の準備の役割はなかった。
Materials
| HD11 XE Ultrasound System | Philips | 10670267 | Echocardiography system. |
| S12-4 | Philips | B01YgG | 4-12 MHz phase array transducer |
| Ultrasound Transmision Gel (Aquasone) | Parket laboratories Inc | N 01-08 | |
| Vasovet 24G | Braun | REF 381212 | over-the-needle catheter |
| Omnifix-F 1 ml syringe | Braun | 9161406V | |
| Imalgene (Ketamine) | Merial | RN 9767 | Veterinary prescription is necessary |
| Domtor (Medetomidine) | Esteve | CN 570686.3 | Veterinary prescription is necessary |
| Heating Pad | |||
| Faber-Castel TG1 | Faber-Castel | 16 33 99 | India (China) Ink |
| Holter Syneflash | Ela medical | SF0003044S | 24 h Holter ECG system. |
| Electrodes Blue Sensor® | Ambu (NUMED) | VLC-00-S | Holter ECG electrodes. |
| Microtome | Leica Biosystems | RM2155 | |
| Microscope | Olimpus | CO11 | |
| ABC Vector Elite | Vector Laboratories | PK-6200 | Avidin Biotin Complex Kit. |
| Chicken anti-GFP antibody | Invitrogen | A10262 | Primary antibody. |
| Biotinylated goat-anti-chicken IgG Antibody | Vector Laboratories | BA-9010 | Secondary Antibody. |
| 3,30-diaminobenzidine tetrahydrochloride (DAB) | DAKO (Agilent) | S3000 | |
| Fluorescence Microscope | Carl Zeiss MicroImaging |
Zeiss AX10 Axioskop | |
| Holter ECG | Elamedical | Syneflash SF0003044S | |
| Dulbecco’s modified Eagle medium (DMEM) | Fisher Scientific | 11965084 | |
| 10% fetal calf serum (FCS) | Fisher Scientific | 11573397 | |
| 0.05% Trypsin-Ethylenediaminetetraacetic acid (EDTA) | Fisher Scientific | 25300054 | |
| Lipofectamine 2000 (Lipid transfection reagent) | Fisher Scientific | 11668019 | |
| Reduced serum medium (Opti-MEM) | Fisher Scientific | 31985070 | |
| Hygromycin B | Calbiochem (MERCK) | 400051 | |
| Xylene (histological) | Fisher Scientific | X3S-4 | |
| Hydrogen Peroxide Solution (H2O2) | Sigma | H1009 | |
| Pronase | Fisher Scientific | 53-702-250KU |
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Cite This Article
Giraldo, A., Talavera López, J., Fernandez-Del-Palacio, M. J., García-Nicolás, O., Seva, J., Brooks, G., Moraleda, J. M. Percutaneous Contrast Echocardiography-guided Intramyocardial Injection and Cell Delivery in a Large Preclinical Model. J. Vis. Exp. (131), e56699, doi:10.3791/56699 (2018).