Um protocolo para adquirir o Tenocyte degenerativa dos humanos
Summary
Uso in vitro de tenocytes degenerativa é essencial ao investigar a eficácia do tratamento romance na tendinopatia. No entanto, a maioria dos estudos de investigação usar apenas o modelo animal ou um tenocyte saudável. Propomos o seguinte protocolo para isolar tenocytes degenerativa humana durante a cirurgia.
Abstract
Tendinopatia, uma condição dolorosa que se desenvolve em resposta à degeneração do tendão, está em ascensão no mundo desenvolvido devido ao aumento da atividade física e a esperança de vida. Apesar de sua crescente prevalência, a patogênese subjacente ainda permanece incerto, e o tratamento é geralmente sintomático. Recentemente, várias opções terapêuticas, incluindo fatores de crescimento, as células-tronco e terapia gênica, foram investigadas na esperança de aumentar a potência de cura do tendão degenerativa. No entanto, a maioria destes estudos de investigação foram realizada somente em modelos animais ou tenocytes humana saudável. Apesar de alguns estudos usando tenocytes patológico, para o melhor de nosso conhecimento não há atualmente nenhum protocolo descreve como obter tenocytes degenerativa humana. O objetivo deste estudo é descrever um protocolo padrão para a aquisição de tenocytes degenerativa humana. Inicialmente, o tecido do tendão foi colhido de um paciente com epicondilite lateral durante a cirurgia. Em seguida, foram coletadas amostras de biópsia do extensor carpi radial brevis tendão correspondendo a mudanças estruturais observadas no momento da cirurgia. Todos os tendões colhidos apareceram para ser maçante, cinza, friável, e edematosa, que fez-los visualmente distintos daqueles saudáveis. Tenocytes foram cultivadas e usadas para experimentos. Entretanto, metade dos tecidos colhidos foram analisados histologicamente, e foi mostrado que partilhavam as mesmas características chaves da tendinopatia (angiofibroblástico displasia ou hiperplasia). Uma análise secundária por imunocitoquímica confirmou que as células cultivadas foram tenocytes com a maioria das células ter manchas positivas para proteínas mohawk e tenomodulin. As qualidades da natureza degenerativa de tenocytes foram então determinadas comparando-se as células com o controle saudável usando um ensaio de proliferação ou qRT-PCR. O tenocyte degenerativa exibido uma maior taxa de proliferação e padrões de expressão de gene semelhante de tendinopatia que combinasse os relatórios anteriores. Em geral, este novo protocolo poderá fornecer uma ferramenta útil para futuros estudos de tendinopatia.
Introduction
Tendinopatia é uma condição de músculo-esquelética crônica degenerativa que se desenvolve em várias partes do corpo. Recentemente, o número de casos de tendinopatia aumentou consideravelmente no mundo desenvolvido devido à crescente participação em esportes recreativos e maior expectativa de vida1,2. A causa da tendinopatia é considerada multifatorial e essas causas incluem isquemia, lesões de radicais livres de oxigênio, um desequilíbrio entre inervações vasoconstritor e vasodilatador, micro-rasga interna e alterações neuro-Regulamento3 ,4,5,6,7,8. A maioria dos tratamentos para tendinopatia apenas aliviar seus sintomas. Além disso, tratamentos sem regeneração de tecidos requerem um longo tempo para reabilitação e alcançar uma resposta limitada de tendões lesionados, que impõe um desafio clínico para os médicos,9.
A incompetência de opções atuais do tratamento, juntamente com a falta de capacidade de degenerativa do tendão de auto-recuperação tem chumbo pesquisadores a ter interesse em explorar estratégias de tratamento alternativo. Recentemente, novos estudos relataram muitos resultados promissores para melhorar a eficácia de cura dos tendões tendinopatia usando fatores de crescimento, células-tronco com base em terapia e terapia de gene10,11,12.
Através de uma revisão de literatura, encontramos que os estudos envolvidos podem ser divididos em duas categorias com base em seus materiais de análise: animal modelos como um rato, um rato ou um coelho; e modelos humanos. No que se refere o modelo animal, atualmente, existem duas técnicas populares para gerar tendinopatia: indução química da lesão ou mecânico sobrecarregando o modelo. No entanto, cada modelo animal foi limitado em reproduzir o complexo humano tendinopatia patologia13,14.
A maioria dos jornais, usando amostras humanas foram analisados histologicamente ou realizado o em vitro experimento com base em um tenocyte humano saudável em vez de um tenocyte degenerativa15,16,17,18 , 19 , 20 , 21. somente alguns jornais relataram que eles usaram um humano tenocyte degenerativa, mas eles não descrever em detalhe o protocolo usado para obter o tenocyte degenerativa do humano22,23. Neste contexto, note-se que resultados de sucesso do modelo animal ou o tecido saudável/tenocyte não podem necessariamente prever eficácia humana ou dosagem eficaz porque a degeneração do tendão é um processo complicado e a patogênese é Ainda não totalmente compreendidas.
Coletivamente, é necessário descrever o protocolo padrão para obter o tenocyte degenerativa do tecido humano sem causar efeitos adversos para o doador. Este artigo descreve um protocolo sobre como adquirir o tenocyte degenerativa humana. Para validar o protocolo, os tecidos colhidos foram analisados histologicamente. Em seguida, a célula culta foi confirmada como o tenocyte degenerativa usando imunocitoquímica (ICC), um quantitativo em tempo real-cadeia da polimerase (qRT-PCR) e um ensaio da viabilidade.
Protocol
Representative Results
Discussion
Um número de estudos anteriores relataram como criar modelos animais tendinopathic crônica, utilizando diferentes procedimentos como colagenase ou injeção de kartogenin, esteira correndo e mais26,,27. Embora os estudos numerosos mostraram promissores efeitos terapêuticos baseados-se nestes modelos animais, experimentos utilizando o tenocyte degenerativa humana seria cruciais no campo da tendinopatia para reproduzir a eficácia do tratamento. Neste artigo, n?…
Declarações
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Esta pesquisa foi apoiada por uma concessão da Coreia saúde tecnologia R & D projeto através da Coreia saúde indústria desenvolvimento Institute (KHIDI), que foi financiado pelo Ministério da saúde & bem-estar, República da Coreia (número de concessão: HI16C1559).
Materials
| Scalpel | Kisanbio | KS-Q0306-15 | No. 15 |
| Mini-blade | Beaver | 374769 | |
| Dulbecco's modified Eagle's medium (DMEM) | Gibco | 11995065 | |
| Collagenase Ⅱ | Sigma-Aldrich | C6885 | |
| PBS | Gibco | 14190250 | |
| fetal bovine serum (FBS) | Gibco | 16000044 | |
| 50 mM ascorbic acid-2-phosphate | Sigma-Aldrich | A5960 | |
| Antibiotic-Antimycotic solution | Gibco | 15240062 | |
| 4% formaldehyde | Bio-solution | BP031 | |
| Triton X-100 | Sigma-Aldrich | X100-100ml | |
| BSA | Rdtech | C0082 | |
| TWEEN 20 | Sigma-Aldrich | P9416-100ml | |
| MKX (C-5) | Santa cruz biotechnology | sc-515878 | |
| Tenomodulin (N-14) | Santa cruz biotechnology | sc-49325 | |
| Fluorescence Mounting Medium | DAKO | S3023 | |
| DAPI (4',6-Diamidino-2-Phenylindole, Dihydrochloride) | Thermo Fisher Scientific | D1306 | |
| WST-1 | Dojindo Molecular Technologies | CK04 | |
| BrdU Cell Proliferation Assay Kit | Cell Signaling Technology | #6813 | |
| TRIzol Reagent | Invitrogen | 15596018 | |
| iScript cDNA Synthesis Kit | Bio-Rad | 170-8891 | |
| TaqMan Gene Expression Master Mix | Applied Biosystems | 4369016 | |
| GAPDH | Thermo Fisher Scientific | Hs02786624_g1 | |
| COL3A1 | Thermo Fisher Scientific | Hs00943809_m1 | |
| ACTA2 | Thermo Fisher Scientific | Hs00426835_g1 | |
| TAC1 | Thermo Fisher Scientific | Hs00243225_m1 | |
| TACR1 | Thermo Fisher Scientific | Hs00185530_m1 | |
| PTGS2 | Thermo Fisher Scientific | Hs00153133_m1 | |
| ACTB | Thermo Fisher Scientific | Hs99999903_m1 | |
| Cell Strainers (100 µm) | Corning | 352360 | |
| 100mm culture dish | Thermo Fisher Scientific | 8188207 | |
| 8-well Chamber Slide | Thermo Fisher Scientific | 154534 | |
| 96 Well Clear Flat Bottom Polystyrene TC-Treated Microplates | Corning | 3596 | |
| Nikon Eclipse 50i Microscope | Nikon | ||
| VERSA max microplate reader | Molecular Devices | ||
| CFX96 Real-Time PCR Detection System | Bio-Rad | ||
| Formalin solution, neutral buffered, 10% | Sigma-Aldrich | HT501128 | |
| Paraffins | Leica Biosystems | 3801340 | |
| Ethanol | JUNSEI CHEMICAL | 90303-2185 | |
| Hematoxylin | DAKO | CS70030-2 | |
| Eosin | DAKO | CS70130-2 | |
| Alcian blue | DAKO | AR16011-2 | |
| Citric acid | Sigma-Aldrich | 251275 | |
| Xylene | JUNSEI CHEMICAL | 25165-0430 | |
| Endogenous peroxidases | DAKO | S200380-2 | |
| Canada balsam | JUNSEI CHEMICAL | 23255-1210 | |
| Microtome Blade | FEATHER | A35 | |
| Slide glass | SUPERIOR | 1000612 | |
| Cover glass | Marienfeld-Superior | 101050 | |
| VEGF | Santa cruz biotechnology | sc-7269 | |
| SPSS Software | IBM | Ver. 18.0 | |
| Multi-purpose Centrifuge | LABOGENE | 1248R |
Referências
- Ackermann, P. W., Renstrom, P. Tendinopathy in sport. Sports Health. 4 (3), 193-201 (2012).
- Maffulli, N., Wong, J., Almekinders, L. C. Types and epidemiology of tendinopathy. Clinical Sports Medicine. 22 (4), 675-692 (2003).
- Lui, P. P., Chan, L. S., Fu, S. C., Chan, K. M. Expression of sensory neuropeptides in tendon is associated with failed healing and activity-related tendon pain in collagenase-induced tendon injury. American Journal of Sports Medicine. 38 (4), 757-764 (2010).
- Han, S. H., et al. Effects of corticosteroid on the expressions of neuropeptide and cytokine mRNA and on tenocyte viability in lateral epicondylitis. Journal of Inflammation (London). 9 (1), 40 (2012).
- Uchio, Y., et al. Expression of neuropeptides and cytokines at the extensor carpi radialis brevis muscle origin. Journal of Shoulder and Elbow Surgery. 11 (6), 570-575 (2002).
- Lieber, R. L., Loren, G. J., Friden, J. In vivo measurement of human wrist extensor muscle sarcomere length changes. Journal of Neurophysiology. 71 (3), 874-881 (1994).
- Regan, W., Wold, L. E., Coonrad, R., Morrey, B. F. Microscopic histopathology of chronic refractory lateral epicondylitis. American Journal of Sports Medicine. 20 (6), 746-749 (1992).
- Sharma, P., Maffulli, N. Tendon injury and tendinopathy: healing and repair. Journal of Bone and Joint Surgery American volume. 87 (1), 187-202 (2005).
- Lui, P. P. Stem cell technology for tendon regeneration: current status, challenges, and future research directions. Stem Cells Cloning. 8, 163-174 (2015).
- Dahlgren, L. A., van der Meulen, M. C., Bertram, J. E., Starrak, G. S., Nixon, A. J. Insulin-like growth factor-I improves cellular and molecular aspects of healing in a collagenase-induced model of flexor tendinitis. Journal of Orthopedic Research. 20 (5), 910-919 (2002).
- Schnabel, L. V., et al. Mesenchymal stem cells and insulin-like growth factor-I gene-enhanced mesenchymal stem cells improve structural aspects of healing in equine flexor digitorum superficialis tendons. Journal of Orthopedic Research. 27 (10), 1392-1398 (2009).
- Durgam, S. S., Stewart, A. A., Sivaguru, M., Wagoner Johnson, A. J., Stewart, M. C. Tendon-derived progenitor cells improve healing of collagenase-induced flexor tendinitis. Journal of Orthopedic Research. 34 (12), 2162-2171 (2016).
- Titan, A., Andarawis-Puri, N. Tendinopathy: Investigating the Intersection of Clinical and Animal Research to Identify Progress and Hurdles in the Field. Journal of Bone and Joint Surgery Review. 4 (10), (2016).
- Dirks, R. C., Warden, S. J. Models for the study of tendinopathy. Journal of Musculoskeletal Neuronal Interaction. 11 (2), 141-149 (2011).
- de Mos, M., et al. Can platelet-rich plasma enhance tendon repair? A cell culture study. American Journal of Sports Medicine. 36 (6), 1171-1178 (2008).
- Scherb, M. B., Han, S. H., Courneya, J. P., Guyton, G. P., Schon, L. C. Effect of bupivacaine on cultured tenocytes. Orthopedics. 32 (1), 26 (2009).
- Wong, M. W., et al. Effect of dexamethasone on cultured human tenocytes and its reversibility by platelet-derived growth factor. Journal of Bone and Joint Surgery American Volume. 85 (10), 1914-1920 (2003).
- Tempfer, H., et al. Effects of crystalline glucocorticoid triamcinolone acetonide on cultered human supraspinatus tendon cells. Acta Orthopaedics. 80 (3), 357-362 (2009).
- Menon, A., et al. New insights in extracellular matrix remodeling and collagen turnover related pathways in cultured human tenocytes after ciprofloxacin administration. Muscles Ligaments Tendons J. 3 (3), 122-131 (2013).
- Backman, L. J., Fong, G., Andersson, G., Scott, A., Danielson, P. Substance P is a mechanoresponsive, autocrine regulator of human tenocyte proliferation. PLoS One. 6 (11), 27209 (2011).
- Backman, L. J., Eriksson, D. E., Danielson, P. Substance P reduces TNF-alpha-induced apoptosis in human tenocytes through NK-1 receptor stimulation. Britich Journal of Sports Medicine. 48 (19), 1414-1420 (2014).
- Rolf, C. G., Fu, B. S., Pau, A., Wang, W., Chan, B. Increased cell proliferation and associated expression of PDGFRbeta causing hypercellularity in patellar tendinosis. Rheumatology (Oxford). 40 (3), 256-261 (2001).
- Hoppe, S., et al. Tenocytes of chronic rotator cuff tendon tears can be stimulated by platelet-released growth factors. Journal of Shoulder and Elbow Surgery. 22 (3), 340-349 (2013).
- Schipper, O. N., Dunn, J. H., Ochiai, D. H., Donovan, J. S., Nirschl, R. P. Nirschl surgical technique for concomitant lateral and medial elbow tendinosis: a retrospective review of 53 elbows with a mean follow-up of 11.7 years. American Journal of Sports Medicine. 39 (5), 972-976 (2011).
- Cook, J. L., Feller, J. A., Bonar, S. F., Khan, K. M. Abnormal tenocyte morphology is more prevalent than collagen disruption in asymptomatic athletes’ patellar tendons. Journal of Orthopedic Research. 22 (2), 334-338 (2004).
- Yuan, T., et al. Creating an Animal Model of Tendinopathy by Inducing Chondrogenic Differentiation with Kartogenin. PLoS One. 11 (2), 0148557 (2016).
- Lui, P. P., Maffulli, N., Rolf, C., Smith, R. K. What are the validated animal models for tendinopathy. Scandinavian Journal of Medical Scientific Sports. 21 (1), 3-17 (2011).
- Wilhelm, A. Lateral epicondylitis review and current concepts. Journal of Hand Surgery American Volume. 34 (7), 1359-1360 (2009).
