Preparação de andaimes renais descelularizados em ratos

Summary

Este protocolo introduz um método para desenvolver um andaime usando rins descelularizados. O protocolo inclui processos de descelularização e recelularização para confirmar a biodisponibilidade. A descelularização é realizada utilizando-se triton X-100 e sulfato de dodecyl de sódio.

Abstract

Engenharia de tecidos é uma disciplina de ponta na biomedicina. Técnicas de cultura celular podem ser aplicadas para a regeneração de tecidos e órgãos funcionais para substituir órgãos doentes ou danificados. Andaimes são necessários para facilitar a geração de órgãos ou tecidos tridimensionais usando células-tronco diferenciadas in vivo. Neste relatório, descrevemos um novo método para o desenvolvimento de andaimes vascularizados usando rins descelularizados. Os ratos Sprague-Dawley de oito semanas de idade foram usados neste estudo, e a heparina foi injetada no coração para facilitar o fluxo para os vasos renais, permitindo que a heparina perfunde para os vasos renais. A cavidade abdominal foi aberta, e o rim esquerdo foi coletado. Os rins coletados foram perfundidos por 9h usando detergentes, como Tritão X-100 e sulfato de dodecyl de sódio, para descelularizar o tecido. Os andaimes renais descelularizados foram então lavados suavemente com penicilina/estreptomicina de 1% e heparina para remover detritos celulares e resíduos químicos. Espera-se que o transplante de células-tronco com os andaimes vasculares descelularizados facilite a geração de novos órgãos. Assim, os andaimes vascularizados podem fornecer uma base para a engenharia tecidual dos enxertos de órgãos no futuro.

Introduction

Técnicas de cultura celular são aplicadas para a regeneração de tecidos e órgãos funcionais para substituir órgãos doentes ou danificados. O transplante de órgãos aogênicos é atualmente o tratamento mais comum para danos irreversíveis aos órgãos; no entanto, essa abordagem requer o uso de imunossupressão para evitar a rejeição do órgão transplantado. Além disso, apesar dos avanços na imunologia do transplante, 20% dos transplantados podem sofrer rejeição aguda dentro de 5 anos, e dentro de 10 anos após o transplante, 40% dos receptores podem perder o enxerto transplantado ou morrer¹.

Os avanços nas tecnologias de engenharia de tecidos têm rendido um novo paradigma para o transplante de novos órgãos sem rejeição imunológica usando células-tronco diferenciadas. Após a diferenciação de células-tronco, um andaime, chamado de matriz extracelular sintética, é necessário para facilitar a geração de órgãos tridimensionais e permitir que o novo tecido prospere dentro do receptor. Andaimes de órgãos nativos descelularizados têm vantagens, incluindo um ambiente mais eficaz para o estabelecimento de células e o aprimoramento da proliferação de células-tronco, embora esses mecanismos não tenham sido totalmente elucidados². Em particular, o rim é um órgão adequado para a geração de andaimes porque tem circulação abundante e um nicho para o estabelecimento de células-tronco. Além disso, devido à complexa estrutura do rim, é difícil regenerar artificialmente os rins para transplante de órgãos.

Neste relatório, introduzimos um método de desenvolvimento de andaimes vascularizados utilizando órgãos descelularizados em um modelo de rato para facilitar futuros estudos em animais para fins de engenharia de tecidos.

Protocol

Este estudo foi aprovado pela administração da Universidade Nacional de Medicina de Pusan e foi conduzido de acordo com diretrizes éticas para o uso e cuidado dos animais. (certificado nº 2017-119). Antes de qualquer estudo em animais, deve-se obter aprovação institucional.NOTA: Todos os instrumentos/equipamentos cirúrgicos e anestésicos recomendados para apresentação cirúrgica bem sucedida e imagem de órgãos abdominais estão detalhados na Tabela 1. 1. Procedim…

Representative Results

A morfologia bruta dos rins de rato era vermelho escuro(Figura 1A). Após a descelularização, o rim ficou pálido e translúcido(Figura 1D). O DNA genômico residual foi avaliado com um kit comercial de acordo com as instruções do fabricante, em andaimes renais descelularizados e comparado com o dos rins nativos (controle). A análise quantitativa confirmou que o DNA genômico tecidual foi quase eliminado após a descelularização. De 14 casos, o conteúdo …

Discussion

Vários protocolos têm sido utilizados para a descelularização de órgãos e outros tecidos. O protocolo ideal de descelularização deve preservar a arquitetura tridimensional da matriz extracelular (ECM). Em geral, tais protocolos consistem em lise da membrana celular por meio de processamento físico ou soluções iônicas, dissociando o citoplasma e o núcleo do ECM por processamento enzimático ou detergentes, e, em seguida, removendo detritos celulares do tecido³. Os processos físicos in…

Materials

1 cc syringe (inject probes and vehicle solutions	Becton Dickinson	305217
10-0 ethilon for vessel anastomosis	Ethicon	9032G
25 gauge inch guide needle(for vascular catheters)	Becton Dickinson	305145
3-0 PDS incision closure rat	Ethicon	Z316H
3-0 Prolene incision closure rat	Ethicon	8832H
3-0 silk spool vascular access/ligation in rat	Braintree Scientific	SUT-S 110
4-0 PDS incision closure mouse	Ethicon	Z773D
4-0 Prolene incision closure mouse	Ethicon	8831H
5-0 silk spool vascular access/ligation in mouse	Braintree Scientific	SUT-S 106
Fine Scissors to cut fascia/connective tissue	Fine Science Tools	14058-09
Halsey needle holder	Fine Science Tools	12001-13
Kelly Hemostat for rats: muscle clamp to minimize bleeding when cut	Fine Science Tools	13018-14
Polyethelyne 50 tubing, catheter tubing 100 ft	Braintree Scientific	.023" × .038”
Schwartz microserrefine vascular clamps	Fine Science Tools	18052-01 (straight)
		18052-03 (curved)
Surgical Scissors to cut skin	Fine Science Tools	14002-12
Vannas-Tubingen Spring scissors for arteriotomy	Fine Science Tools	15003-08