Waiting
Processando Login

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
Click here for the English version

Medicine

Intramyocardial Transplantation af MSC-Loading Injicerbare Hydrogels efter Myocardial Infarkt i en Murine Model

Published: September 20, 2020 doi: 10.3791/61752

Summary

Stamcellebaseret terapi har vist sig som en effektiv strategi til at reparere skadet hjertevæv efter myokardieinfarkt. Vi leverer en optimal in vivo ansøgning om stamcelletransplantation ved hjælp af gelatine hydrogels, der er i stand til at være enzymatisk krydsbundet.

Abstract

Et af de største problemer, som de nuværende hjerte stamcelleterapier til forebyggelse af postinfarkt hjertesvigt står over for, er den lave tilbageholdelse og overlevelsesraten for transplanterede celler i det skadede myokardie, hvilket begrænser deres terapeutiske effekt. For nylig har brugen af stilladser biomaterialer fået opmærksomhed for at forbedre og maksimere stamcelleterapi. Formålet med denne protokol er at indføre en enkel og enkel teknik til transplantation af knoglemarvsafledte mesenchymale stamceller (MSC) ved hjælp af injicerbare hydroxyphenylpropionsyre (GH) hydrogels; hydrogels er gunstige som en celle levering platform for hjertevæv engineering applikationer på grund af deres evne til at være krydsbundet in situ og høj biokompatibilitet. Vi præsenterer en enkel metode til fremstilling af MSC-loading GH hydrogels (MSC/hydrogels) og evaluerer deres overlevelse og spredning i tredimensionel (3D) in vitro-kultur. Derudover demonstrerer vi en teknik til intramyokardietransplantation af MSC / hydrogels hos mus, der beskriver en kirurgisk procedure for at fremkalde myokardieinfarkt (MI) via venstre forreste faldende (LAD) koronararterie ligation og efterfølgende MSC / hydrogels transplantation.

Introduction

Hjerte stamcelleterapi har vist sig som en potentiel tilgang til myokardie reparation og regenerering1,2. På trods af de seneste positive resultater i dyremodeller og kliniske forsøg er anvendelsen af stamcellebaseret terapi til myokardiereparation begrænset på grund af lav tilbageholdelse og dårlig overlevelse af injicerede celler ved det infarkte hjertevæv3,4. Som følgeherafer brugen af cellebaseret vævsteknik, herunder injicerbare biomaterialer 5 , hjerteplastre6og celleark7, blevet intensivt undersøgt for at forbedre cellefastholdelse og integration inden for værtens myokardiium.

Blandt de forskellige potentielle tilgange til bioengineered hjertevæv reparation, injicerbare hydrogels kombineret med passende celletyper, såsom mesenchymale stamceller (MSC), embryonale stamceller (ESCs), og induceret pluripotente stamceller (iPSCs), er en attraktiv mulighed for effektivt at levere celler i myokardie regioner8,9. Gelatine, en velkendt naturlig polymer, kan bruges som en injicerbar matrix på grund af dens store biokompatibilitet, betydelig bionedbrydelighed og reduceret immunogenicitet sammenlignet med en bred vifte af biomaterialer, der anvendes i biomedicinske applikationer. Selv om gelatinebaserede injicerbare platforme har et stort potentiale, er deres anvendelighed in vivo fortsat begrænset baseret på deres lave mekaniske stivhed og lette nedbrydelighed i det fysiologiske miljø.

For at overvinde disse begrænsninger er der foreslået et nyt og enkelt design af gelatinebaserede hydrogeler bestående af hydroxyphenylpropionsyre til in vivo-anvendelser. Gelatine-hydroxyphenyl propionsyre (GH) konjugater kan krydsbundet in situ i nærværelse af et enzym, peberrod peroxidase (HRP), og efterfølgende indkapsle forskellige lægemidler, biomolekyler, eller celler i hydrogel, hvilket tyder på et stort potentiale i væv engineering applikationer10,11,12,13,14. Derudover har vi for nylig undersøgt de terapeutiske virkninger af GH hydrogels, der indeholder indkapslede MSC'er og demonstreret deres anvendelse i vellykket hjertereparation og regenerering efter MI i en murine model15. I denne protokol beskriver vi en simpel teknik til indkapsling og in vitro tredimensionel (3D) spredning af MSC'er inden for GH hydrogels. Vi introducerer også en kirurgisk procedure designet til at generere en murin MI-model via koronararterie ligation og intramyokardietransplantation af MSC-loading GH hydrogels i det infarkte hjerte.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

Alle dyreforsøg blev leveret i overensstemmelse med loven om dyrevelfærd for forsøgsdyr, vejledningen for pleje og brug af forsøgsdyr og retningslinjerne og politikkerne for gnaverforsøg, der blev leveret af Institutional Animal Care and Use Committee (IACUC) på School of Medicine ved Det Katolske Universitet i Korea.

1. Forberedelse af MSC'er og injicerbare gelatinehydrogeler

  1. Kultur-MSC'er i en 100 mm dyrkningsskål ved 37 °C og 5% CO2. Når MSC'ernes vækst når op på 80 % sammenløb, vaskes skålen to gange med DPBS, og der tilsættes 1 mL trypsinerstatning ved 37 °C i 3 min.
    BEMÆRK: MSC'er blev isoleret fra murin knoglemarv efter konventionelle procedurer16, dyrket i Dulbecco's Modified Eagle's Medium (DMEM), der indeholder 10% føtal kvæg serum (FBS) og 1% antibiotikum−antimycotic opløsning, og anvendes mellem passage 7\u20129 til denne undersøgelse.
  2. Der tilsættes 9 mL dyrkningsmedium og centrifuge ved 500 x g i 3 min. Derefter kasseres den resulterende supernatant, genbruges cellerne i 1 mL PBS, og opretholde celle suspension på is.
  3. 10 μL celleaffjedring fortyndes med 10 μL Trypan blå, og cellekoncentrationen opnås ved hjælp af en automatiseret celletæller.
  4. Resuspend og overfør MSC'er til et 1 mL rør med en densitet på 1 x 107 celler/mL.
  5. Forbered en 6,25 wt% af GH konjugatopløsning i PBS og adskilles i 2 hætteglas. Dernæst blandes GH-opløsningerne med enten 6 μg/mL HRP (GH-opløsning A) eller 0,07 wt% af H2O2 (GH-opløsning B).
    BEMÆRK: Forbered gelatine-hydroxyphenyl propionsyre (GH) konjugatter i henhold til offentliggjorte protokoller12,15.
    1. Hold et 9:1 volumetrisk forhold mellem GH-konjugatopløsning og HRP-opløsning (GH-løsning A) og GH-konjugatopløsning til henholdsvis H2O2 (GH-opløsning B).
  6. Inden msc'erne blandes med GH-opløsning A, centrifuges celleaffjedringen kortvarigt ved 1.000 x g, og den resulterende supernatant indsuges omhyggeligt. Derefter blandes den pellet, der indeholder MSC'er, med GH-opløsning A.

2. In situ MSC-loading og tredimensionel in vitro-kultur

  1. Indlæs GH-opløsning A (indeholdende MSC'er) og GH-opløsning B i hver side af en dobbelt sprøjte. Plade 300 μL af de kombinerede GH-opløsninger med MSC'er ved en endelig tæthed på 5 x 106 celler/mL på et otte-godt kammerdias.
  2. Efter in situ hydrogeldannelse og efterfølgende MSC-indkapsling via enzymatisk krydskobling tilsættes 700 μL DMEM, der indeholder 10% FBS og 1% antibiotisk-antimykotisk opløsning.
  3. Inkuber diaset ved 37 °C og 5% CO2 og udskift kulturmediet hver 2\u20123 dage.

3. Bekræftelse af in vitro-spredning og overlevelse af MSC'er inden for GH hydrogels

  1. For at bestemme levedygtigheden af 3D-dyrkede MSC'er i GH hydrogels, skal du bruge en levende / død celle farvning assay efter forudbestemt inkubation tid.
  2. Efter inkubation af indkapslede MSC'er i GH hydrogels i 3, 5, 7 eller 14 dage, indsug mediet og vask brønden to gange med PBS.
  3. Der fremstilles en farvningsopløsning, der indeholder 5 μL calcein AM og 20 μL ethidium homodimer-1 (EthD-1) i 10 ml DPBS.
  4. Der tilsættes 200 μL af farvningsopløsningen til brønden og inkuberes i 30 minutter i mørke ved stuetemperatur.
  5. Indsug farvningsopløsningen og vask brønden to gange med PBS.
  6. Forsigtigt adskille kammeret fra diaset og placere en fuld coverlip over GH hydrogels. Brug en konfokal mikroskopi til at visualisere graden af spredning og morfologiske ændringer af de indkapslede MSC'er.
    BEMÆRK: Fluorescerende billeder blev erhvervet under 200x forstørrelse og afbildet ved excitation / emission bølgelængder på 470/540 nm for calcein og 516/607 nm for EthD-1.

4. Induktion af myokardieinfarkt hos mus

  1. Bedøve 7-ugers gamle mandlige C57BL/6 mus (20\u201222 g) med intraperitoneal injektion af en blanding af Zoletil (30 mg/kg) og Rompun (10 mg/kg) i saltvand.
  2. Før operationen, depilere musen brystet ved hjælp af hårfjerning creme og sterilisere huden med jod.
  3. Placer musen på et operationsbord og intuber ved at indsætte et kateter i luftrøret for at give supplerende ilt via mekanisk ventilation.
  4. Skær forsigtigt gennem huden ved hjælp af kirurgisk saks og træng derefter ind i intercostalmusklerne med mikrosaks. Adskil 2. og 3. venstre ribben ved hjælp af en 5-0 silke sutur for at opretholde et åbent brysthule.
  5. Forsigtigt ligate venstre forreste faldende (LAD) kranspulsåren ved hjælp af en nål holder med en 8-0 polypropylen sutur og skære suturen ved hjælp af elektrocautery.
  6. Overhold en øjeblikkelig farveændring i den forreste venstre ventrikelvæg.

5. Intramyocardial transplantation af MSC-loading GH hydrogels

  1. Efter at have induceret myokardieinfarkt ved LAD ligation injiceres 10 μL MSC-loading GH-opløsninger i to forskellige punkter ved den infarkte grænsezone (i alt: 2 x 105 MSC'er/20 μL) ved hjælp af en dobbeltsprøjte udstyret med en 26G-nål.
    1. Efter den samme procedure, der er beskrevet i trin 1, skal du forberede og overføre MSC-loading GH-løsninger til en dobbelt sprøjte.
      BEMÆRK: For at vurdere engraftmentet af MSC-loading GH hydrogels inden for det infarkte område blev MSC'er og GH-konjugater formærket med henholdsvis PHK26 og fluorescein isothiocyanat (FITC).
  2. Gendan det åbnede brysthule og luk muskler og hud ved hjælp af 5-0 suturer.
    BEMÆRK: Før brystet lukkes, skal du fjerne luften ved hjælp af en katetersprøjte.
  3. Fjern luftrøret og placer musen i et bur under en infrarød lampe under genopretning.
  4. For postoperativ analgesi gives subkutane Ketoprofen-injektioner (5 mg/kg pr. dag) i mindst 72 timer. Alle mus bør overvåges nøje i et passende tidsrum for at sikre korrekt helbredelse efter kirurgiske procedurer samt tilstrækkelig smertebehandling.

6. Ekkokardiografi

  1. Fire uger efter transplantationen bedøver du i første omgang musen med 5% isofluran og justerer derefter isoflurankoncentrationen til 1%.
  2. Depilere brystet ved hjælp af hårfjerning creme og placere musen på en varmepude. Påfør ultralyd transducer gel på brystet.
  3. Erhverve to-dimensionelle parasternale korte akse synspunkter og registrere M-mode sporinger på niveau med papillær muskel.
    BEMÆRK: Placer en lineær array transducer (7\u201215 MHz) i venstre parasternale linje og se de anatomiske strukturer.
  4. Mål tilsvarende linjer for LVAW, LVID og LVPW for at opnå hjertevægtykkelse, kammerdimension og fraktioneret afkortning.
    BEMÆRK: Sammenlign hjertefunktion, herunder udslyngningsfraktionen (EF), fraktioneret afkortning (FS) og end-systolisk volumen (ESV) på papillærmusklens niveau for at sikre korrekt vurdering på samme anatomiske placering.

7. Histologisk vurdering

  1. På det forudbestemte tidspunkt efter transplantationen af MSC-loading GH hydrogels ind i det infarkte hjerte, aflive musen i et CO2-kammer og indsamle hjertet til histologisk analyse15.
  2. For hematoxylin og eosin (H&E) og Massons trikrome (MT) farvning, fastsætte dissekeret hjertevæv i 4% paraformaldehyd (PFA) og indlejre i paraffin. Derefter skæres paraffin-indlejrede hjerteblokke i 4 μm serielle sektioner ved hjælp af en mikrotome og pletter sektionerne med MT-pletten i henhold til standardprotokollerne17.
  3. Anskaf billeder på en slidescanner ved 20x forstørrelse, og beregn behandlingsgruppernes infarkte størrelse.
    Infarkt størrelse (%) = samlet infarkt omkreds / samlet LV omkreds x 100
  4. Beregn begge omkredse ved måling af midterlinjens længde. For LV midterlinjen omkreds, måle midterlinjen længder mellem endocardial og epicardial overflader. For infarktomkredse i midterlinjen måles længden af infarkt, herunder mere end 50 % af hele tykkelsen af myokardie18.
    BEMÆRK: Alle billedanalyser blev udført ved hjælp af ImageJ-software.
  5. Mål vægtykkelsen af arret på papillære muskelniveauer.
  6. Beregn brøkdelen af kollagenområdet.
    Kollagenområde (%) = samlet areal af interstitiel fibrose/myocytareal x 100

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

For effektivt at levere MSC'er til det infarkte myokardie blev MSC-loading in situ cross-linkable hydrogels beskrevet i figur 1 anvendt i denne protokol. Forud for in vivo-transplantation blev spredningen og overlevelsen af MSC'er i GH hydrogels bekræftet af en 3D-in vitro live/død cellebegændelsesanalyse (levende: grøn; død: rød). Som det fremgår af figur 2, viste repræsentative billeder tilstrækkelig spredning af MSC'er, der viste forgrenede netværk inden for GH hydrogels. Derudover blev en omfattende flercellet 3D-struktur af MSC'er tydeligt observeret på dag 14, hvilket indikerer, at GH hydrogels kunne give et ordentligt mikromiljø til de indkapslede celler.

Efter induktionen af MI via LAD ligation blev MSC-loading GH hydrogels intramyocardially transplanteret i peri-infarct områder (Figur 3A). Som det fremgår af figur 3B, blev MSC'erne og gelen opretholdt på passende vis i den infarkte region. MSC'er, farvet med PHK26 (rød), var godt integreret i GH hydrogels, farvet med FITC (grøn), præsenterer vellykket engraftment og fastholdelse i de infarkte hjerter til in vivo ansøgning.

For at verificere de terapeutiske virkninger af MSC-loading GH hydrogels i en murine MI-model blev ændringerne i hjertefunktion og -struktur evalueret ved ekkokardiografi og histologisk analyse på dag 28 efter transplantationen og sammenlignet mellem de forskellige behandlingsgrupper. Den repræsentative ekkokardiografi viste forbedrede hjertefunktioner, herunder FS, EF og ESV, i den MSC/gel-behandlede gruppe sammenlignet med de andre grupper (figur 4). Desuden udviste histologiske analyser mindre fibrose, tykkere infarkte vægge og en mindre infarkt størrelse i den MSC/gel-behandlede gruppe end i de andre grupper, hvilket tyder på, at denne protokol bidrog med gavnlige virkninger ved at dæmpe LV-ombygningen betydeligt (figur 5).

Figure 1
Figur 1: Ordning for processen til forbedring af stamcellefastholdelse og engraftment ved hjælp af injicerbare hydrogeler. In situ cross-linkable GH hydrogels indeholdende knoglemarvs-afledte MSC'er blev udarbejdet og transplanteret ved intramyocardial injektion i det infarkte hjerte. Klik her for at se en større version af dette tal.

Figure 2
Figur 2: In vitro 3D MSC-spredning inden for GH hydrogels. Repræsentative billeder af levende (grøn)/døde (røde) MSC'er opnået via en konfokal mikroskopi efter levende/død cellefarvning efter 3, 5, 7 og 14 dages inkubation (200x forstørrelse; skala = 100 μm). Billederne og videoen blev delvist tilpasset med tilladelse fra Kim et al.15. Klik her for at se en større version af dette tal.

Figure 3
Figur 3: In vivo-transplantation af MSC/Hydrogels. (A) Et skematisk diagram, der viser intramyokardietransplantation efter induktion af MI. (B) Repræsentative billeder af transplanterede MSC'er og GH hydrogels mærket med henholdsvis PKH26 (rød) og FITC (grøn). Mus blev ofret efter 1, 3, 5 eller 7 dages transplantation, og deres hjerter blev derefter fjernet for at vurdere graden af MSC og GH hydrogel engraftment. De punkterede hjerter var kryo-faste, tilberedt i serielle sektioner og afbildet via en konfokal mikroskopi (200x forstørrelse; skala = 100 μm). Billederne blev delvist tilpasset med tilladelse fra Kim et al.15. Klik her for at se en større version af dette tal.

Figure 4
Figur 4: Forbedringer i hjertefunktionen efter MSC/Hydrogels-transplantation. (A)Repræsentativ video af ekkokardiografi. (B) Repræsentativt billede i kort akse M-tilstand med målinger, herunder venstre ventrikulær forreste vægtykkelse i diastole (LVAWd) og systole (LVAWs), indvendig diameter i diastole (LVIDd) og systole (LVIDs) og bageste vægtykkelse i diastole (LVPWd) og systole (LVPWs). (C\u2012E) Funktionelle forbedringer i udslyngningsfraktionen (EF), fraktioneret afkortning (FS) og slutsystolisk volumen (ESV) efter 28 dages transplantation af alle behandlingsgrupper. Data blev repræsenteret som middelværdi ± standardafvigelse (*p < 0,05, **p < 0,001, ***p < 0,0001; n = 9\u201212 pr. gruppe). Videoerne og resultaterne blev delvist tilpasset med tilladelse fra Kim et al.15. Klik her for at se en større version af dette tal.

Figure 5
Figur 5: Forbedringer i hjertestrukturen efter MSC/Hydrogels-transplantation. (A)Repræsentative billeder af histologisk vurdering. (B\u2012D) Strukturelle forbedringer blev observeret i infarkt størrelse, sammen med mindre infarkt væg udtynding og fibrose. Skala = 1 mm. Data repræsenteres som middelværdi ± standardafvigelse (*p < 0,05, **p < 0,001, ***p < 0,0001; n = 4\u20127 pr. gruppe). Billederne og resultaterne blev delvist tilpasset med tilladelse fra Kim et al.15. Klik her for at se en større version af dette tal.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

Injicerbare GH hydrogels har et stort potentiale for in vivo applikationer på grund af deres evne til homogent at indarbejde forskellige terapeutiske midler in situ. Desuden kan deres fysiske og biokemiske egenskaber let manipuleres baseret på sygdomsafhængige krav. I den forbindelse er der foreslået injicerbare hydrogels for at afhjælpe de store begrænsninger i den nuværende hjertestamcelleterapi hæmmet af dårlig overlevelse og cellefastholdelse (dvs. < 10% inden for 24 timer efter transplantation) i det skadede hjerte19,20. For at overvinde dette dårlige resultat giver den protokol, der er beskrevet heri, en enkel og gennemførlig metode til at forbedre cellefastholdelse og overlevelse ved hjælp af GH hydrogels, der kan krydsbundet in situ efter myokardietransplantation, som har vist gunstige virkninger på hjertestrukturen og -funktionen i en murine MI-model.

Det primære fordel ved denne teknik er dens brede in vivo-anvendelighed med enhver type celle og biomolekyle, som kan indlæses ved blot at blande med pregel GH-opløsningen før injektion. For at opnå en omfattende forståelse af donor-til-vært-interaktioner kan gh-konjugernes og/eller indkapslede biomolekylers enkle mærkningstilgang desuden tilpasses til at spore ændringer i deres in vivo-stabilitet, værtsintegration og resorptionskinetik. Så vidt vi ved, var brugen af injicerbare gelatinebaserede hydrogeler kombineret med terapeutiske stamceller den første til at validere hjertevævets genoprettende potentiale in vitro og in vivo15.

På nuværende tidspunkt i denne forskning blev GH hydrogels, der er fyldt med MSC'er, injiceret og krydsbundet in situ, brugt som et bevis på konceptet for at vurdere deres anvendelighed i en murine MI-model. Selv om denne metode tilsyneladende forbedrede MSC-engraftment og fastholdelse i det transplanterede hjertevæv, bør de detaljerede betingelser under injektionen overvejes for at optimere den terapeutiske effekt, såsom placeringen af injektionsstedet (dvs. peri-infarkt zone eller infarkt zone), volumen og antal injektioner og stivhed af hydrogel (dvs. svært at injicere eller let at lække).

Afslutningsvis vil jeg sige, at vi har demonstreret en protokol for en repræsentativ murine MI-model ved LAD ligation og en praktisk metode til intramyokardietransplantation af stamceller, der anvender in situ-krydsbundne hydrogeler til at forbedre tilbageholdelsen og indskrivningen af transplanterede MSC'er. Disse teknikker giver en effektiv metode til intramyokardietransplantation af MSC-loading injicerbare hydrogeler og fremhæver deres store potentiale for anvendelse i store dyr og klinisk oversættelse.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

Forfatterne har ingen interessekonflikter at erklære med dette arbejde.

Acknowledgments

Denne forskning støttes af Basic Science Research Program gennem National Research Foundation of Korea (NRF) finansieret af Undervisningsministeriet (NRF-2018R1D1A1A02049346)

Materials

Name Company Catalog Number Comments
4 % paraformaldehyde (PFA) Intron IBS-BP031-2
5-0 silk suture AILEE SK534
8-0 polypropylene suture ETHICON M8732H
8-well chamber slide Nunc LAB-TEK 154534
Angiocath Plus (22GA) catheter BD Angiocath Plus REF382423
Antibiotic-antimyocotic Gibco 15240-062
Centrifuge GYROGEN 1582MGR
Confocal microscope Zeiss LSM 510
Cover slipe MARIENFELD 101242
Deluxe High Temperature Cautery kit Bovie QTY1
DMEM Gibco 11995-065
DPBS Gibco 14040-133
Dual-syringe
EOSIN SIGMA-ALDRICH HT110116
Ethanol EMSURE K49350783 739
FBS Gibco 16000-044
Fechtner conjunctiva forceps titanium WORLD PRECISISON INSTRUMENTS WP1820
Fluorescein isothiocyanate isomer I (FITC) SIGMA-ALDRICH F7250
Forcep HEBU HB0458
Hair removal cream Ildong Pharmaceutical
Heating pad Stoelting 50300 Homeothermic Blanket System
50301 Replacement Heating Pad for 50300 (10 X 12.5cm)
Hematoxylin SIGMA-ALDRICH HHS80
Horseradish peroxide (HRP; 250-330 U/mg) SIGMA-ALDRICH P8375
Hydrogen peroxide (H2O2; 30 wt % in H2O) SIGMA-ALDRICH 216763
Iodine Green Pharmaceutical
LIVE/DEAD cell staining kit Thermo Fisher R37601
Mechanical ventilator Harvard Apparatus
Micro centrifuge HANIL Micro 12
Micro needle holder KASCO 37-1452
Micro scissor HEBU HB7381
Microscope OLYMPUS SZ61
MT staining kit SIGMA-ALDRICH HT1079-1SET Weigert’s iron hematoxylin solution
HT15-1KT Trichrome Stain (Masson) Kit
Paraffin LK LABKOREA H06-660-107
PBS buffer Gibco 10010-023
PHK26 staining kit SIGMA-ALDRICH MINI26
Slide scanner Leica SCN400
Surgical scissor HEBU HB7454
Surgical tape 3M micopore 1530-1
Tissue cassette Scilab Korea Cas3003
Transducer gel SUNGHEUNG SH102
Trout-Barraquer needle holder curved KASCO 50-3710c
Ultrasound system Philips Affiniti 50
Xylene JUNSEI 25175-0430

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Jhund, P. S., McMurray, J. J. Heart failure after acute myocardial infarction: a lost battle in the war on heart failure. Circulation. 118 (20), 2019-2021 (2008).
  2. Cahill, T. J., Kharbanda, R. K. Heart failure after myocardial infarction in the era of primary percutaneous coronary intervention: Mechanisms, incidence and identification of patients at risk. World Journal of Cardiology. 9 (5), 407-415 (2017).
  3. Cambria, E., et al. Translational cardiac stem cell therapy: advancing from first-generation to next-generation cell types. npj Regenerative Medicine. 2, 17 (2017).
  4. Lemcke, H., Voronina, N., Steinhoff, G., David, R. Recent Progress in Stem Cell Modification for Cardiac Regeneration. Stem Cells International. 2018, 1909346 (2018).
  5. Alagarsamy, K. N., Yan, W., Srivastava, A., Desiderio, V., Dhingra, S. Application of injectable hydrogels for cardiac stem cell therapy and tissue engineering. Reviews in Cardiovascular Medicine. 20 (4), 221-230 (2019).
  6. Gaetani, R., et al. Epicardial application of cardiac progenitor cells in a 3D-printed gelatin/hyaluronic acid patch preserves cardiac function after myocardial infarction. Biomaterials. 61, 339-348 (2015).
  7. Gao, L., et al. Myocardial Tissue Engineering With Cells Derived From Human-Induced Pluripotent Stem Cells and a Native-Like, High-Resolution, 3-Dimensionally Printed Scaffold. Circualtion Research. 120 (8), 1318-1325 (2017).
  8. Hasan, A., et al. Injectable Hydrogels for Cardiac Tissue Repair after Myocardial Infarction. Advanced Science. 2 (11), 1500122 (2015).
  9. Wu, R., Hu, X., Wang, J. Concise Review: Optimized Strategies for Stem Cell-Based Therapy in Myocardial Repair: Clinical Translatability and Potential Limitation. Stem Cells. 36 (4), 482-500 (2018).
  10. Lee, Y., et al. In situ forming gelatin-based tissue adhesives and their phenolic content-driven properties. Journal of Materials Chemistry B. 1 (18), 2407-2414 (2013).
  11. Lee, Y., Bae, J. W., Lee, J. W., Suh, W., Park, K. D. Enzyme-catalyzed in situ forming gelatin hydrogels as bioactive wound dressings: effects of fibroblast delivery on wound healing efficacy. Journal of Materials Chemistry B. 2 (44), 7712-7718 (2014).
  12. Lee, S. H., et al. In situ Crosslinkable Gelatin Hydrogels for Vasculogenic Induction and Delivery of Mesenchymal Stem Cells. Advanced Functional Materials. 24 (43), 6771-6781 (2014).
  13. Jung, B. K., et al. A hydrogel matrix prolongs persistence and promotes specific localization of an oncolytic adenovirus in a tumor by restricting nonspecific shedding and an antiviral immune response. Biomaterials. 147, 26-38 (2017).
  14. Kim, G., et al. Tonsil-derived mesenchymal stem cell-embedded in situ crosslinkable gelatin hydrogel therapy recovers postmenopausal osteoporosis through bone regeneration. PLoS One. 13 (7), 0200111 (2018).
  15. Kim, C. W., et al. MSC-Encapsulating in situ Cross-Linkable Gelatin Hydrogels To Promote Myocardial Repair. ACS Applied Bio Materials. 3 (3), 1646-1655 (2020).
  16. Meirelles Lda, S., Nardi, N. B. Murine marrow-derived mesenchymal stem cell: isolation, in vitro expansion, and characterization. Br J Haematol. 123 (4), 702-711 (2003).
  17. Ojha, N., et al. Characterization of the structural and functional changes in the myocardium following focal ischemia-reperfusion injury. Am J Physiol Heart Circ Physiol. 294 (6), 2435-2443 (2008).
  18. Takagawa, J., et al. Myocardial infarct size measurement in the mouse chronic infarction model: comparison of area- and length-based approaches. Journal of Applied Physiology. 102 (6), 2104-2111 (2007).
  19. Terrovitis, J., et al. Noninvasive Quantification and Optimization of Acute Cell Retention by In vivo Positron Emission Tomography After Intramyocardial Cardiac-Derived Stem Cell Delivery. Journal of the American College of Cardiology. 54 (17), 1619-1626 (2009).
  20. Dib, N., Khawaja, H., Varner, S., McCarthy, M., Campbell, A. Cell Therapy for Cardiovascular Disease: A Comparison of Methods of Delivery. Journal of Cardiovascular Translational Research. 4 (2), 177-181 (2011).

Tags

Medicin Myocardial infarkt Injicerbare hydrogels Intramyocardial injektion Gelatine Stamcelleterapi Mesenchymale stamceller
Intramyocardial Transplantation af MSC-Loading Injicerbare Hydrogels efter Myocardial Infarkt i en Murine Model
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Kim, C. W., Kim, C. J., Park, E. H., More

Kim, C. W., Kim, C. J., Park, E. H., Lee, E., Seong, E., Chang, K. Intramyocardial Transplantation of MSC-Loading Injectable Hydrogels after Myocardial Infarction in a Murine Model. J. Vis. Exp. (163), e61752, doi:10.3791/61752 (2020).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter