Transplantation de la feuille les cellules souches dérivées du tissu adipeux pour réduire les fuites après colectomie partielle dans un modèle de Rat
Summary
La préparation et la transplantation de feuilles (ASC) les cellules souches dérivé du tissu adipeux sur les anastomoses colorectal insuffisamment suturées dans un modèle de rat est présenté. Cette nouvelle application montre que feuilles de NCP peuvent réduire les fuites d’anastomose colorectal.
Abstract
Une fuite anastomotique est une complication désastreuse après chirurgie colorectale. Bien que les méthodes actuelles pour la prévention de fuites ont différents niveaux d’efficacité clinique, ils sont jusqu’à présent imparfaites solutions. Thérapie de cellules souches en utilisant des feuilles de l’ASC pourrait constituer une solution à ce problème. CRA est considérés comme des candidats aussi prometteurs pour la promotion des tissus de guérison en raison de leurs propriétés trophiques et immunomodulatrices. Ici, nous fournissent des méthodes pour produire des feuilles de ASC haute densités, qui sont transplantés sur une anastomose colorectal dans un modèle de rat pour réduire les fuites. CRA formé de feuilles de cellule dans les récipients de culture thermo sensible qui pourraient facilement être enlevés. Le jour de la transplantation, une colectomie partielle avec une anastomose colorectal 5-suture a été réalisée. Animaux ont été transplantés immédiatement avec 1 feuille de NCP par rat. Feuilles de l’ASC ont adhéré spontanément à l’anastomose sans colle, suture ou tout biomatériau. Groupes d’animaux ont été sacrifiés 3 et 7 jours après l’opération. Par rapport aux animaux transplantés, l’incidence d’abcès anastomotiques et la fuite était plus élevé chez les animaux témoins. Dans notre modèle, la transplantation de feuilles ASC après colorectaux anastomose était réussie et associé à un débit de fuite inférieur.
Introduction
Colectomie partielle avec une anastomose primaire est une intervention couramment pratiquée qui peut être faite pour de nombreuses maladies touchant le côlon telles que le cancer colorectal, maladie de Crohn et diverticulite1,2. Le plus redoutable complication après que anastomose colorectal est fuite anastomotique3. Bien que plusieurs facteurs de risque associés aux fuites anastomotiques ont été identifiées, des solutions pour prévenir les fuites restent inconnu4,5.
Cellules stromales dérivées de tissu adipeux (ASCs) sont associés aux propriétés anti-inflammatoires et trophiques6,7, qui rend ces cellules promettant des candidats pour les thérapies régénératives8. L’efficacité des CRA pour favoriser la guérison des tissus a été montrée dans différents tissus comme le muscle cardiaque, peau et oesophage9,10,11,12,13. Cependant, il y a peu de rapports sur l’utilisation des CRA pour favoriser la guérison intestinale. Locale transplantation des CRA à expérimentales anastomoses colorectal via biosutures ASC-enduit ou injections séreux des CRA ont montré ni aucune amélioration dans la guérison14 ou n’a pas empêché les fuites anastomotiques malgré un résultat plus favorable anastomotique 15la guérison.
Locale transplantation des CRA en suspension ou combinée avec des biomatériaux peut-être être associés à une rétention cellulaire insuffisante ou une répartition inadéquate des cellules transplantées11. Cellules feuille technologie16,17 propose une méthode innovante de NCP livraison18,19. Par conséquent, dans une étude antérieure, une nouvelle approche a été proposée dans lequel ASCs organisés dans une cellule feuille pourrait être appliquée sur expérimental colorectaux anastomose20. Cette étude a démontré que transplantation feuille ASC a réussi à réduire les fuites colorectaux anastomose après colectomie partielle dans un modèle de rat. Cet article rapporte ASC feuille préparation et technique de la transplantation chirurgicale.
Protocol
Representative Results
Discussion
Une fuite anastomotique est l’évènement perturbateur plus grave après la résection du côlon avec une anastomose primaire. Techniques optimales pour éviter les fuites et rupture anastomotique manquent encore. L’application locale d’un tableau des biomatériaux a été réalisée, avec des résultats25,26,27. Le but des thérapies cellulaires est de faciliter la réparation des tissus de remplacement de tissus ou de la…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Les auteurs sont reconnaissants aux Prof. Dr. S.E.R. Hovius, Dr m.a.M. Mureau et tous les chirurgiens du département de chirurgie plastique de la collection du tissu adipeux sous-cutané. Sukho P. est soutenu par une subvention du programme The Netherlands Fellowship (NFP-12/435), pendant le déroulement de l’étude. Y.M. Bastiaansen-Jenniskens est pris en charge par des subventions de la Fondation néerlandaise de l’arthrite (LP11).
Materials
| LG DMEM | Gibco, Life technologies | 22320022 | ASC isolation and culture |
| Collagenase type I | Gibco, Life technologies | 17100-01 | ASC Isolation |
| Bovine Serum Albumin | Sigma-Aldrich | A9418 | ASC Isolation |
| Fetal bovine serum | Gibco, Life technologies | 10270-106 | FBS, ASC isolation and culture |
| 3% acetic acid with methylene blue | Stemcell Technologies | 7060 | ASC Isolation |
| Gentamicin | Gibco, Life technologies | 15750-037 | ASC isolation and culture |
| Ampothericin B | Gibco, Life technologies | 15290-018 | ASC isolation and culture |
| Shaker (Gallenkamp Environmental Shaker Model 10X 400) | Akribis Scientific | F240 | ASC Isolation |
| Centrifuge | Hettichlab | Rotina380 | ASC isolation and culture |
| Phosphate buffer saline | Gibco, Life technologies | 14190-094 | PBS, ASC isolation and culture |
| Ascorbic acid-2-phosphate | Sigma-Aldrich | A8960 | ASC isolation and culture |
| Human recombinant fibroblast growth factor 2 | AbD Serotec | AF-100-15 | FGF2, ASC isolation and culture |
| Trypsin EDTA | Gibco, Life technologies | 25200-056 | ASC culture |
| Dimethyl sulfoxide | Sigma-Aldrich | D2650-5x | DMSO, ASC freezing |
| Thermo-responsive culture dishes | Nunc Thermo scientific | 174904 | ASC sheet preperation |
| Non-absorbable braided silk 4/0 | B Braun | 21151042 | surgery |
| Non-absorbable monofilament polyamide 8/0 | B Braun | G1118170 | surgery |
| Absorbable braided polyglycolic acid 5/0 | B Braun | C1048207 | surgery |
References
- Kawahara, H., et al. Single-incision laparoscopic right colectomy for recurrent Crohn’s disease. Hepatogastroenterology. 57 (102-103), 1170-1172 (2010).
- Saia, M., Buja, A., Mantoan, D., Agresta, F., Baldo, V. Colon Cancer Surgery: A Retrospective Study Based on a Large Administrative Database. Surg Laparo Endo Per. 26 (6), e126-e131 (2016).
- Snijders, H. S., et al. Meta-analysis of the risk for anastomotic leakage, the postoperative mortality caused by leakage in relation to the overall postoperative mortality. Eur J Surg Oncol. 38 (11), 1013-1019 (2012).
- Daams, F., Luyer, M., Lange, J. F. Colorectal anastomotic leakage: aspects of prevention, detection and treatment. World J Gastroentero. 19 (15), 2293-2297 (2013).
- Testini, M., et al. Bovine pericardium patch wrapping intestinal anastomosis improves healing process and prevents leakage in a pig model. PLoS One. 9 (1), e86627 (2014).
- Kilroy, G. E., et al. Cytokine profile of human adipose-derived stem cells: expression of angiogenic, hematopoietic, and pro-inflammatory factors. J Cell Physiol. 212 (3), 702-709 (2007).
- Mussano, F., et al. Growth Factor Profile Characterization of Undifferentiated and Osteoinduced Human Adipose-Derived Stem Cells. Stem Cells Int. , 6202783 (2017).
- Hassan, W. U., Greiser, U., Wang, W. Role of adipose-derived stem cells in wound healing. Wound Repair Regen. 22 (3), 313-325 (2014).
- Shudo, Y., et al. Addition of mesenchymal stem cells enhances the therapeutic effects of skeletal myoblast cell-sheet transplantation in a rat ischemic cardiomyopathy model. Tissue Eng Pt A. 20 (3-4), 728-739 (2014).
- Otsuki, Y., et al. Adipose stem cell sheets improved cardiac function in the rat myocardial infarction, but did not alter cardiac contractile responses to beta-adrenergic stimulation. Biomed Res. 36 (1), 11-19 (2015).
- Hamdi, H., et al. Epicardial adipose stem cell sheets results in greater post-infarction survival than intramyocardial injections. Cardiovasc Res. 91 (3), 483-491 (2011).
- Cerqueira, M. T., et al. Human adipose stem cells cell sheet constructs impact epidermal morphogenesis in full-thickness excisional wounds. Biomacromolecules. 14 (11), 3997-4008 (2013).
- Perrod, G., et al. Cell Sheet Transplantation for Esophageal Stricture Prevention after Endoscopic Submucosal Dissection in a Porcine Model. PLoS One. 11 (3), e0148249 (2016).
- Pascual, I., et al. Adipose-derived mesenchymal stem cells in biosutures do not improve healing of experimental colonic anastomoses. Brit J Surg. 95 (9), 1180-1184 (2008).
- Yoo, J. H., et al. Adipose-tissue-derived Stem Cells Enhance the Healing of Ischemic Colonic Anastomoses: An Experimental Study in Rats. J Korean Soc Coloproctol. 28 (3), 132-139 (2012).
- Okano, T. Cell sheet engineering. Rinsho Shinkeigaku. 46 (11), 795-798 (2006).
- Chen, G., et al. Application of the cell sheet technique in tissue engineering. Biomed Rep. 3 (6), 749-757 (2015).
- Labbe, B., Marceau-Fortier, G., Fradette, J. Cell sheet technology for tissue engineering: the self-assembly approach using adipose-derived stromal cells. Methods Mol Biol. 702, 429-441 (2011).
- Sukho, P., et al. Adipose Tissue-Derived Stem Cell Sheet Application for Tissue Healing In Vivo: A Systematic Review. Tissue Eng Part B-Re. , (2017).
- Sukho, P., et al. Effects of adipose stem cell sheets on colon anastomotic leakage in an experimental model: Proof of principle. Biomaterials. 140, 69-78 (2017).
- Verseijden, F., et al. Angiogenic capacity of human adipose-derived stromal cells during adipogenic differentiation: an in vitro study. Tissue Eng Pt A. 15 (2), 445-452 (2009).
- Sukho, P., et al. Effect of Cell Seeding Density and Inflammatory Cytokines on Adipose Tissue-Derived Stem Cells: an in Vitro Study. Stem Cell Rev. 13 (2), 267-277 (2017).
- . Cell Harvesting by Temperature Reduction Available from: https://tools.thermofisher.com/content/sfs/brochures/AppNote-Nunc-UpCell-N20230.pdf (2008)
- Wu, Z., et al. Colorectal anastomotic leakage caused by insufficient suturing after partial colectomy: a new experimental model. Surg Infect (Larchmt). 15 (6), 733-738 (2014).
- Wu, Z., et al. Reducing colorectal anastomotic leakage with tissue adhesive in experimental inflammatory bowel disease. Inflamm Bowel Dis. 21 (5), 1038-1046 (2015).
- Wu, Z., et al. Reducing anastomotic leakage by reinforcement of colorectal anastomosis with cyanoacrylate glue. Eur Surg Res. 50 (3-4), 255-261 (2013).
- Aysan, E., Dincel, O., Bektas, H., Alkan, M. Polypropylene mesh covered colonic anastomosis. Results of a new anastomosis technique. Int J Surg. 6 (3), 224-229 (2008).
- Suarez-Grau, J. M., et al. Fibrinogen-thrombin collagen patch reinforcement of high-risk colonic anastomoses in rats. World J Gastrointest Surg. 8 (9), 627-633 (2016).
- Kobayashi, J., Okano, T. Fabrication of a thermoresponsive cell culture dish: a key technology for cell sheet tissue engineering. Sci Technol Adv Mat. 11 (1), 014111 (2010).
- Elloumi-Hannachi, I., Yamato, M., Okano, T. Cell sheet engineering: a unique nanotechnology for scaffold-free tissue reconstruction with clinical applications in regenerative medicine. J Intern Med. 267 (1), 54-70 (2010).
- Miyahara, Y., et al. Monolayered mesenchymal stem cells repair scarred myocardium after myocardial infarction. Nat Med. 12 (4), 459-465 (2006).
- Makarevich, P. I., et al. Enhanced angiogenesis in ischemic skeletal muscle after transplantation of cell sheets from baculovirus-transduced adipose-derived stromal cells expressing VEGF165. Stem Cell Res Ther. 6, 204 (2015).
