मुरीन मॉडल में मायोकार्डियल इंफार्क्शन के बाद एमएससी-लोडिंग इंजेक्टेबल हाइड्रोगेल्स का इंट्रामायोकार्डियल प्रत्यारोपण
Summary
स्टेम सेल आधारित चिकित्सा मायोकार्डियल इंफेक्शन के बाद घायल हृदय ऊतकों की मरम्मत के लिए एक कुशल रणनीति के रूप में उभरा है । हम जिलेटिन हाइड्रोगेल का उपयोग करके स्टेम सेल प्रत्यारोपण के लिए वीवो आवेदन में एक इष्टतम प्रदान करते हैं जो एंजाइमेटिक रूप से क्रॉस-लिंक्ड होने में सक्षम हैं।
Abstract
पोस्टइनफेक्ट हार्ट फेलियर को रोकने के लिए वर्तमान कार्डियक स्टेम सेल चिकित्सा का सामना करने वाले प्रमुख मुद्दों में से एक घायल मायोकार्डियम के भीतर प्रत्यारोपित कोशिकाओं की कम प्रतिधारण और जीवित रहने की दर है, जो उनकी चिकित्सीय प्रभावकारिता को सीमित करती है। हाल ही में, मचान बायोमैटेरियल्स के उपयोग में सुधार और स्टेम सेल थेरेपी को अधिकतम करने के लिए ध्यान प्राप्त किया है । इस प्रोटोकॉल का उद्देश्य इंजेक्शन हाइड्रोक्सीफेनाइल प्रोपियोनिक एसिड (जीएच) हाइड्रोगेल का उपयोग करके बोन मैरो-व्युत्पन्न मेसेंचिमल स्टेम सेल (एमएससी) प्रत्यारोपण के लिए एक सरल और सीधी तकनीक शुरू करना है; हाइड्रोगेल सीटू और उच्च जैव अनुकूलता में क्रॉस-लिंक्ड होने की क्षमता के कारण कार्डियक ऊतक इंजीनियरिंग अनुप्रयोगों के लिए सेल डिलीवरी प्लेटफॉर्म के रूप में अनुकूल हैं। हम एमएससी-लोडिंग जीएच हाइड्रोगेल्स (एमएससी/हाइड्रोगेल) बनाने और विट्रो संस्कृति में त्रि-आयामी (3 डी) में उनके अस्तित्व और प्रसार का मूल्यांकन करने के लिए एक सरल तरीका प्रस्तुत करते हैं । इसके अलावा, हम चूहों में एमएससी/हाइड्रोगेल के इंट्रामायोकार्डियल प्रत्यारोपण के लिए एक तकनीक का प्रदर्शन करते हैं, जो बाएं पूर्वकाल के नीचेती (बालक) कोरोनरी धमनी लिगामेंटेशन और बाद में एमएससी/हाइड्रोगेल प्रत्यारोपण के माध्यम से मायोकार्डियल इंफार्क्शन (एमआई) को प्रेरित करने के लिए एक शल्य प्रक्रिया का वर्णन करते हैं ।
Introduction
कार्डियक स्टेम सेल थेरेपी मायोकार्डियल मरम्मत और पुनर्जनन1,2 के लिए एक संभावित दृष्टिकोण के रूप मेंउभराहै । पशु मॉडल और नैदानिक परीक्षणों में हाल ही में सकारात्मक परिणामों के बावजूद, मायोकार्डियल मरम्मत के लिए स्टेम सेल-आधारित चिकित्सा का अनुप्रयोग कम प्रतिधारण और इनफार्टेड हृदय ऊतकों3,4पर इंजेक्शन कोशिकाओं के खराब अस्तित्व के कारण सीमित है। नतीजतन, सेल आधारित ऊतक इंजीनियरिंग के उपयोग, इंजेक्शन बायोमैटेरियल्स5,कार्डियक पैच6,और सेल शीट7सहित, मेजबान मायोकार्डियम के भीतर सेल प्रतिधारण और एकीकरण में सुधार करने के लिए गहन अध्ययन किया गया है ।
बायोइंजीनियर्ड कार्डियक ऊतक की मरम्मत के लिए विभिन्न संभावित दृष्टिकोणों में, उपयुक्त सेल प्रकारों के साथ संयुक्त इंजेक्शन हाइड्रोगेल, जैसे मेसेंकिमल स्टेम सेल (एमएससी), भ्रूणीय स्टेम सेल (ईएसएसी), और प्रेरित प्लूइपेंट स्टेम सेल (आईपीएससी), मायोकार्डियल क्षेत्रों में कोशिकाओं को प्रभावी ढंग से वितरित करने के लिए एक आकर्षक विकल्प हैं8,9। जिलेटिन, एक प्रसिद्ध प्राकृतिक बहुलक, जैव चिकित्सा अनुप्रयोगों में उपयोग किए जाने वाले बायोमैटेरियल्स की एक विस्तृत श्रृंखला की तुलना में अपनी महान जैव अनुकूलता, काफी बायोडिग्रेडेबिलिटी और कम इम्यूनोजेनिसिटी के कारण एक इंजेक्शन मैट्रिक्स के रूप में इस्तेमाल किया जा सकता है। हालांकि जिलेटिन आधारित इंजेक्शन प्लेटफार्मों में काफी क्षमता है, लेकिन वीवो में उनकी प्रयोज्यता उनकी कम यांत्रिक कठोरता और शारीरिक वातावरण में आसान अपमानजनकता के आधार पर सीमित रहती है।
इन सीमाओं को दूर करने के लिए, वीवो अनुप्रयोगों में हाइड्रोक्सीफेनिल प्रोपियोनिक एसिड से मिलकर जिलेटिन आधारित हाइड्रोगेल का एक उपन्यास और सरल डिजाइन प्रस्तावित किया गया है। जिलेटिन-हाइड्रोक्सीफेनिल प्रोपियोनिक एसिड (जीएच) संयुगरों को एंजाइम, सहिजन पेरोक्सिडेज (एचआरपी) की उपस्थिति में सीटू में क्रॉस-लिंक किया जा सकता है, और बाद में हाइड्रोजेल के भीतर विभिन्न दवाओं, बायोमॉलिक्यूल्स या कोशिकाओं को समाहित किया जा सकता है, जो ऊतक इंजीनियरिंग अनुप्रयोगों में महान क्षमता का सुझाव देते हैं10,11,12,13, 14। इसके अलावा, हमने हाल ही में जीएच हाइड्रोगेल के चिकित्सीय प्रभावों की जांच की है जिसमें एनक्लोजर एमएससी शामिल हैं और एक मुरीन मॉडल15में एमआई के बाद सफल हृदय की मरम्मत और पुनर्जनन में उनके उपयोग का प्रदर्शन किया है। इस प्रोटोकॉल में, हम जीएच हाइड्रोगेल्स के भीतर एमएससी के एनकैप्सुलेशन और इन विट्रो थ्री-डायमेंशनल (3 डी) प्रसार के लिए एक सरल तकनीक का वर्णन करते हैं। हम कोरोनरी धमनी लिगेशन और एमएससी-लोडिंग जीएच हाइड्रोगेल के इंट्रामायोकार्डियल प्रत्यारोपण के माध्यम से एक मुरीन एमआई मॉडल उत्पन्न करने के लिए डिज़ाइन की गई एक शल्य प्रक्रिया भी पेश करते हैं।
Protocol
Representative Results
Discussion
इंजेक्शन जीएच हाइड्रोगेल में वीवो अनुप्रयोगों में काफी संभावनाएं हैं क्योंकि उनकी सीटू में विविध चिकित्सीय एजेंटों को समरूप रूप से शामिल करने की क्षमता है। इसके अलावा, उनके भौतिक और जैव रासायनिक गुण…
Declarações
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
इस शोध को शिक्षा मंत्रालय (एनआरएफ-2018R1D1A1A02049346) द्वारा वित्त पोषित नेशनल रिसर्च फाउंडेशन ऑफ कोरिया (एनआरएफ) के माध्यम से बेसिक साइंस रिसर्च प्रोग्राम द्वारा समर्थित किया जाता है।
Materials
| 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 |
Referências
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