Summary

Aislamiento simultáneo de cardiomiocitos de alta calidad, células endoteliales y fibroblastos de un corazón de rata adulto

Published: May 19, 2017
doi:

Summary

Se han desarrollado y descrito varios protocolos para el aislamiento de diferentes tipos de células cardíacas de un corazón de rata. Aquí se describe un protocolo optimizado que permite el aislamiento de los principales tipos de células cardíacas de alta calidad (cardiomiocitos, células endoteliales y fibroblastos) de una sola preparación, reduciendo los costos experimentales.

Abstract

La rata es un importante modelo animal utilizado en la investigación cardiovascular, y las células cardíacas de rata se utilizan rutinariamente para el análisis in vitro de los mecanismos moleculares de la progresión de la enfermedad cardiovascular, tales como hipertrofia cardíaca, fibrosis y aterosclerosis. Aunque se han hecho varios intentos con éxito variable para desarrollar líneas celulares inmortalizadas desde el sistema cardiovascular para comprender estos mecanismos celulares, las células primarias ofrecen un entorno más natural y cercano al in vivo para tales estudios. Por lo tanto, diferentes laboratorios que trabajan en un tipo particular de células han desarrollado protocolos para aislar tipos individuales de células cardíacas de rata de interés. Sin embargo, falta un protocolo que permita el aislamiento de más de un tipo de célula. Aquí se describe un protocolo optimizado que permite el aislamiento de los principales tipos de células cardíacas de alta calidad (cardiomiocitos, células endoteliales y fibroblastos) de una sola preparación y permiteR para análisis celulares. Esto permite el uso más eficiente de los recursos disponibles, lo que puede ahorrar tiempo y reducir los costos de investigación.

Introduction

Los modelos de roedores se han utilizado durante mucho tiempo como herramientas para ampliar nuestra comprensión de la fisiología cardiovascular en la salud y la enfermedad. 1 Aunque estos modelos animales nos permiten comprender la fisiopatología de una enfermedad a nivel de órganos y analizar la farmacocinética y farmacodinámica de diversos agentes farmacológicos utilizados para el tratamiento de enfermedades cardiovasculares, la comprensión de los mecanismos moleculares del desarrollo de enfermedades cardiovasculares y la contribución de una enfermedad particular Tipo de célula requiere el uso de modelos de cultivo celular in vitro . Para este propósito se han desarrollado diferentes líneas celulares inmortalizadas del sistema cardiovascular; 2 , 3 sin embargo, las células primarias recién aisladas son fisiológica y funcionalmente más relevantes para los tejidos y organismos vivos.

El corazón es un órgano versátil que contiene todos los tipos principales de células del sistema cardiovascular.Y el corazón de la rata sigue siendo un modelo comúnmente utilizado para la comprensión de la fisiología cardiovascular. Durante las últimas décadas, se han descrito diferentes métodos para aislar tipos de células individuales del tejido cardíaco; 4 , 5 , 6 , 7 sin embargo, estos métodos se centran solamente en el aislamiento de un tipo celular específico que da como resultado la pérdida de otros tipos de células que ya no se pueden usar para el análisis celular. Aquí se describe un protocolo optimizado que permite el aislamiento simultáneo y de alta calidad de los principales tipos celulares de tejido cardíaco, es decir, cardiomiocitos, células endoteliales y fibroblastos. Todos estos tipos de células se pueden utilizar en diferentes configuraciones experimentales 8 , 9 , 10 y para el análisis de las interacciones célula-célula del mismo animal.

Protocol

La investigación se ajusta a la Guía para el Cuidado y Uso de Animales de Laboratorio publicado por los Institutos Nacionales de Salud de los Estados Unidos (NIH Publication No. 85-23 1985) y fue aprobada por el comité local de ética de la Universidad de Giessen. En este estudio se usaron ratas Wistar macho adultas que pesaban 200 – 250 g. 1. Autoclave Al menos un día antes de que se lleve a cabo el procedimiento, esterilice en autoclave todos los instrumentos quirúrgicos, l…

Representative Results

El procedimiento de aislamiento da como resultado un rendimiento de 70 – 80% de cardiomiocitos estriados viables, en forma de varilla ( Figuras 2A y 2C ) que pueden usarse para experimentos planificados. En nuestro laboratorio los cardiomiocitos se usan rutinariamente para el análisis de la señalización de Ca 2+ . La Figura 5A muestra las oscilaciones intracelulares de calcio [Ca2 + ] i …

Discussion

En este artículo se describe un protocolo reproducible para el aislamiento y el cultivo de miocitos cardíacos, células endoteliales y fibroblastos. Este protocolo describe el aislamiento simultáneo y de alta calidad de los principales tipos celulares de tejido cardíaco, es decir , cardiomiocitos, células endoteliales y fibroblastos en oposición a un solo tipo celular. Un paso crítico en el procedimiento de aislamiento es la correcta digestión del tejido cardíaco. Si la digestión es incompleta, todav?…

Declarações

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Se agradece el apoyo técnico de L. Rinaldi, S. Schäffer, D. Reitz, H. Thomas y A. Weber. Los autores también desean agradecer al Dr. E. Martinson por la lectura extensa de la prueba y la edición del lenguaje del manuscrito. El estudio fue apoyado por la Universidad de Giessen Anschubsfinanzierung concesión a M. Aslam y D. Gündüz.

Materials

anti-vWF Santa Cruz Biotech. SC-14014
Calcium chloride Merck 102378
Carnitin Sigma-Aldrich C0283
Collagenase type II Worthington LS004176
Creatin Sigma-Aldrich C0780
D-Glucose Merck 108342
Dil-Ac-LDL Thermo Scientific L3484
EDTA Solution (0.2 M) Biochrome AG L2113
Embeding solution Citiflour AF1-25
Endothelial cell medium MV2 PromoCell C-22022
Foetal calf serum (FCS) Biochrome AG S0615
Gentamicin Serva Chemicals 47991
HEPES Sigma-Aldrich H0887
Isoflurane Abbott TU 061219
Laminin  Roche/Sigma 11243217001
M199 medium Thermo Scientific 11150059
M199 medium (Powder) Biochrome AG T061
Magnesium sulphate Sigma-Aldrich 63138
Mouse anti-rat CD31 antibody (TLD-3A12) Thermo Scientific MA1-81051
NaCl solution (0.9%), Sterile B. Braun 30820080
Pan mouse IgG beads (Dynabeads) Thermo Scientific 11041
Paraformaldehyde (PFA) 4% Solution Santa Cruz Biotech. sc-281692
Penicillin-Streptomycin Thermo Scientific 15070-063
Phosphate buffer saline (PBS) 1x  PAN-Biotech P04-36500
Plastic consumables Greiner Bio-One
Potassium Chloride Merck 4933
Potassium dihydrogen phosphate Merck 7873
Sodium Chloride Merck 6404
Sodium Hydroxide Solution (2 N) Merck 109136
Sterile filtration system Thermo Scientific 5660020
Taurine Sigma-Aldrich T8691
TO-PRO Thermo Scientific T3605
Trypsin-EDTA Solution (10X) Sigma-Aldrich T4174
Water, Sterile B. Braun

Referências

  1. Zaragoza, C., et al. Animal models of cardiovascular diseases. J Biomed Biotechnol. 2011, 497841 (2011).
  2. Claycomb, W. C., et al. HL-1 cells: a cardiac muscle cell line that contracts and retains phenotypic characteristics of the adult cardiomyocyte. Proc Natl Acad Sci U S A. 95 (6), 2979-2984 (1998).
  3. Barbieri, S. S., Weksler, B. B. Tobacco smoke cooperates with interleukin-1beta to alter beta-catenin trafficking in vascular endothelium resulting in increased permeability and induction of cyclooxygenase-2 expression in vitro and in vivo. FASEB J. 21 (8), 1831-1843 (2007).
  4. Piper, H. M., Probst, I., Schwartz, P., Hutter, F. J., Spieckermann, P. G. Culturing of calcium stable adult cardiac myocytes. J Mol Cell Cardiol. 14 (7), 397-412 (1982).
  5. Xu, X., Colecraft, H. M. Primary culture of adult rat heart myocytes. J Vis Exp. (28), (2009).
  6. Gündüz, D., et al. Accumulation of extracellular ATP protects against acute reperfusion injury in rat heart endothelial cells. Cardiovasc.Res. 71 (4), 764-773 (2006).
  7. Brilla, C. G., Zhou, G., Matsubara, L., Weber, K. T. Collagen metabolism in cultured adult rat cardiac fibroblasts: response to angiotensin II and aldosterone. J Mol Cell Cardiol. 26 (7), 809-820 (1994).
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Citar este artigo
Gündüz, D., Hamm, C. W., Aslam, M. Simultaneous Isolation of High Quality Cardiomyocytes, Endothelial Cells, and Fibroblasts from an Adult Rat Heart. J. Vis. Exp. (123), e55601, doi:10.3791/55601 (2017).

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