Beskrevet er en protokoll for å utføre intratrakeal transplantasjon av mesenchymale stromalceller (MSCer) gjennom intratrakeal injeksjon i term neonatal rotter. Denne teknikken er et klinisk levedyktig alternativ for levering av stamceller og legemidler til neonatal rottelunger for å evaluere effekten.
Langvarig eksponering for høye konsentrasjoner av oksygen fører til betennelse og akutt lungeskade, som ligner på humant bronkopulmonal dysplasi (BPD). Hos premature spedbarn er BPD en stor komplikasjon til tross for tidlig bruk av overflateaktivt behandling, optimal ventilasjonsstrategier og ikke-invasiv positiv trykkventilasjon. Fordi lungebetennelse spiller en avgjørende rolle i patogenesen av BPD, er kortikosteroidbruk en potensiell behandling for å forhindre det. Likevel anbefales systemisk kortikosteroidbehandling vanligvis ikke for premature spedbarn på grunn av langsiktige bivirkninger. Prekliniske studier og kliniske studier i human fase I viste at bruk av mesenchymale stromalceller (MSCer) ved hyperoksiaindusert lungeskader og hos premature spedbarn er trygt og mulig. Intratrakeal og intravenøs MSC-transplantasjon har vist seg å beskytte mot neonatal hyperoksisk lungeskade. Intratrakeal administrering av stamceller og kombinert overflateaktivt middel og glukokortikoidbehandling har derfor dukket opp som en ny strategi for å behandle nyfødte med respiratoriske lidelser. Utviklingsstadiet av rottelunger ved fødselen tilsvarer det hos humane lunger ved 26-28 svangerskapsuke. Derfor er nyfødte rotter egnet for å studere intratrakeal administrasjon til premature spedbarn med respirasjonssvikt for å evaluere effekten. Denne intratrakeale instillasjonsteknikken er et klinisk levedyktig alternativ for levering av stamceller og legemidler i lungene.
Ekstra oksygen er ofte nødvendig for å behandle nyfødte spedbarn med respirasjonsnød1. Hyperoksikbehandling hos spedbarn har imidlertid negative langsiktige effekter. Langvarig eksponering for høye konsentrasjoner av oksygen fører til betennelse og akutt lungeskade, som ligner på humant bronkopulmonal dysplasi (BPD)2. BPD er en stor komplikasjon av hyperoksikbehandling som kan oppstå til tross for tidlig overflateaktivt behandling, optimal ventilasjonsprosedyrer og økt bruk av ikke-invasiv positiv trykkventilasjon hos premature spedbarn. Mens mange behandlingsstrategier er rapportert for BPD3,kan ingen kjent terapi redusere denne komplikasjonen.
Kortikosteroid bruk er en potensiell behandling for å forhindre BPD, fordi lungebetennelse spiller en avgjørende rolle i patogenesen. Systemisk kortikosteroidbehandling anbefales imidlertid vanligvis ikke for premature spedbarn på grunn av langtidsvirkninger4,5.
Mesenchymale stromalceller (MSCer) har pluripotente egenskaper og kan skille seg inn i ulike celletyper, inkludert bein, brusk, fettvev, muskler og sener6. MsCer har immunmodulerende, antiinflammatoriske og regenerative effekter7,og dyrestudier viser de terapeutiske fordelene ved MSCer og deres utskilte komponenter i hyperoksia-indusert lungeskade hos gnagere8,,9. Intratrakeal og intravenøs MSC-transplantasjon har vist seg å beskytte mot neonatal hyperoksisk lungeskade. Intratrakeal administrering av stamceller og kombinert overflateaktivt middel og kortikosteroidbehandling kan derfor være en potensiell behandlingsstrategi for behandling av nyfødte med respirasjonsforstyrrelser. Prekliniske studier har brukt intratrakeal administrering av stamceller og adeno-assosiert virus hos nyfødte rotter10,,11,,12. En trinnvis presentasjon av teknikken og in vivo-sporingen av de transplanterte stamcellene er imidlertid ikke tilgjengelig. Den nyfødte rotten er egnet for å studere effekten av intratrakeal administrasjon på premature spedbarn med respirasjonssvikt fordi det sakulære stadiet av rottelungen ved fødselen tilsvarer den for den menneskelige lunge ved 26-28 uke av svangerskapet13. En effektiv metode for administrasjon i rotterøret er avgjørende for vellykket lungefordeling. Teknikken som presenteres her gjør det mulig for studiet av intratrakeal administrering av celler og/ eller legemidler til behandling av neonatale lungesykdommer ved hjelp av rotter som modell for mennesker.
Nyfødte spedbarn med respirasjonssvikt krever vanligvis intratrakeal overflateaktivt middel og/eller kortikosteroidbehandling19. Kliniske studier i human fase I har vist sikkerheten til intratrakeale mscer hos premature spedbarn8. Disse studiene tyder på at intratrakeal administrering av legemidler er et viktig alternativ for nyfødte spedbarn med respiratorisk nød. Dyremodellstudier er mest nyttige hvis modellfunksjonene er direkte relevante for …
The authors have nothing to disclose.
Denne studien ble delvis støttet av et stipend fra Meridigen Biotech Co., Ltd. Taipei, Taiwan (A-109-008).
6-0 silk | Ethicon | 1916G | |
Alcohol Prep Pad | CSD | 3032 | |
BD Stemflow hMSC Analysis Kit | BD Biosciences | 562245 | CD markers |
CMV-Luciferase-EF1α-copGFP BLIV 2.0 Lentivector for In Vivo Imaging | SBI | BLIV511PA-1 | |
CryoStor10 | BioLife Solutions | 640222 | |
Human MSCs | Meridigen Biotech Co., Ltd. Taipei, Taiwan | ||
Infrared light | JING SHANG | JS300T | |
Isoflurane | Halocarbon | 26675-46-7 | |
IVIS-200 small animal imaging system | Caliper LifeSciences, Hopkinton, MA | ||
Luciferin potassium salt | Promega, Madison, WI | ||
Micro-scissors, straight | Vannas | H4240 | |
Normal saline | TAIWAN BIOTECH CO., LTD. | 113531 | Isotonic Sodium Chloride Solution |
Small Hub RN Needle, 30 gauge | Hamilton Company, Reno, NV | 7799-06 | |
Syringe (100 µl) | Hamilton Company, Reno, NV | 81065 | |
Xenogen Living Image 2.5 software | Caliper LifeSciences, Hopkinton, MA | N/A |