مقالة منهجية

العلاج القائم على خلية لقصور القلب في الجرذ: انقر نقرا بضع الصدر لاحتشاء عضلة القلب والنخابية زرع الخلايا وبايوماتريكس

DOI:

10.3791/51390

⸱

سبتمبر 22, 2014

 ,  ,  ,  , 
1Cardiology, Department of Medicine, University of Fribourg

في هذه المقالة

ملخص

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

غرس biograft لعلاج احتشاء عضلة القلب الناجم عن LAD ربط في نموذج القوارض قد تطلب تقليديا عمليتي قلب مفتوح. من أجل الحد من الوفيات وتوفير الظروف المثلى لتثبيت من biomatrices الجيلاتينية الصلبة والمرتبطة مع الخلايا، وقد وضعت إجراءات الغازية الحد الأدنى.

الملخص

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

وقد اكتسب العلاج بالخلايا القلب تزداد الفائدة وزرع المواد الحيوية المرتبطة مع الخلايا أصبحت قضية رئيسية لتحسين تسليم خلية عضلة القلب. نموذج القوارض من احتشاء عضلة القلب (MI)، ويتألف من اليسار الأمامي تنازلي وعادة أجريت الشريان (LAD) ربط عبر بضع الصدر. وقد جرت العادة على إجراء جراحة القلب المفتوح الثانية عن طريق القص لتطبيق النخابية من العلاج. منذ وصف LAD نموذج الربط، انخفض معدل وفيات ما بعد الجراحة 35-13٪، ومع ذلك ظلت عملية جراحية ثانية حاسمة. من أجل تحسين الانتعاش بعد الجراحة وتقليل الألم والعدوى، ويتم عرض العمليات الجراحية الغازية الحد الأدنى. أجريت thoracotomies اثنين، واحد الأولي لLAD ربط والثانية للعلاج إدارة النخابية. طبقت Biografts تتكون من الخلايا المرتبطة مع المصفوفات نوع صلبة أو الهلام على ع محتشيةعصام. أدى LAD ربط في فقدان وظيفة القلب وتخطيط صدى القلب أكده أداؤها بعد 2 و 6 أسابيع. Goldner تلوين ثلاثي الألوان التي أجريت على أقسام القلب وأكد تشكيل ندبة بطريق. أسفرت العمليات الجراحية الأولى والثانية في أقل من 10٪ وفيات ما بعد الجراحة.

المقدمة

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

منذ نهاية القرن ال 19، وبقي مرض القلب والأوعية الدموية القاتل المتسلسل رقم واحد في البلدان الصناعية. من بينها، يمثل مرض الشريان التاجي المسببات الرئيسية. ويلي نتائج المرحلة الحادة في احتشاء عضلة القلب (MI) وإعادة عرض مهايئ الذي يتطور تدريجيا نحو المرحلة المزمنة وقصور القلب الشديد. على الرغم من التقدم التكنولوجي والعلاجية الهامة الأخيرة، فإن معدلات الاعتلال والوفيات بسبب تطور قصور القلب ما زال ينمو 1. في هذا السياق، اكتسبت العلاج بالخلايا اهتمام متزايد كخيار علاجي جديد لوقف تطور المرض نحو قصور القلب وتحفيز القدرة التجديدية التي تم تحديدها مؤخرا من عضلة القلب. وقد وفرت التحقيقات التجريبية والسريرية أدلة دامغة على الآثار المفيدة التي تم الحصول عليها بعد زرع القلب من مختلف أنواع الخلايا. وتضمنت النتائج الرئيسية تحسين كارداتميلان وظيفة مقلص، انخفض الأيسر إعادة البطين، وانخفاض حجم احتشاء، وزيادة كثافة الأوعية الدموية في المنطقة محتشية. ومع ذلك، فإن انخفاض عدد الخلايا الاحتفاظ بعد حقن الخلايا بقي هناك عائقا مهما. رابطة الخلايا مع بايوماتريكس لتحسين التسليم خلية 2 وقد عززت مؤخرا الباحث والمصالح السريرية.

ربط لالأمامي الأيسر النازل الشريان التاجي (LAD) هو وسيلة مرجعية لMI في نموذج الحيوان الصغير الذي يؤدي إلى احتشاء بطريق وندبة ناضجة. العلاج بالخلايا تطبيقها في المرحلة المزمنة من MI يتطلب التدخل الجراحي الثاني. عادة ما يتم تنفيذ القص متوسط ​​للسماح حقن داخل عضلة القلب من الخلايا أو زرع النخابية من biografts. تزيد هذه الإجراءات الجراحية الغازية معدل وفيات، بعد الجراحة وقت الانتعاش، والألم، وخطر العدوى. النهج مينيملي المعروضة هنا ليس فقط يمنع مثل هذا التحيز ولكنها توفر أيضا سptimal الوصول للقلب لتطبيق العلاج. يتم تنفيذ MI والنخابية زرع الخلايا المرتبطة مع نوع هلام بايوماتريكس على قلب ينبض عبر thoracotomies ربي نقاط.

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

البروتوكول

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

ملاحظة: لويس ذكور وإناث الفئران، تم إيواء 200-220 ز تحت ظروف المختبر القياسية (ضوء 12 ساعة ودورة الظلام، libitum الإعلانية الماء والغذاء، IVC قفص). تم علاج جميع الحيوانات في الامتثال لتوصيات قانون السويسري FELASA وعلى حماية الحيوان.

1. خلية التحضير: الوسيطة عزل الخلايا الجذعية من نخاع العظام

  1. تخدير الفئران مع isoflurane 5٪ و O 2 5 لتر / دقيقة في غرفة تحريض لمدة 5 دقائق. وضع خطم الحيوان في مخروط الأنف متصلة بنظام التخدير. إجراء أخمص القدمين أو قرصة الذيل لتأكيد التخدير.
  2. إزالة الجلد من الساق مع مقص عن طريق قطع الجلد من الكاحل إلى الفخذ. إزالة العضلات وقطع الشريان الفخذي لاستنزاف الحيوانات. كشف مفصل الورك وخلخل رأس عظم الفخذ. من المهم عدم الاضرار رأس عظم الفخذ. وضع العظام في برنامج تلفزيوني العقيمة في أنبوب بلاستيكي 50 مل.
  3. إزالة جميع موscles والأربطة من عظام دون كسرها. ملاحظة: من المهم أن العظام لا تزال سليمة لتجنب الربط بين حل احمرار أو التلوث مع الايثانول. شطف العظام مقشر في الايثانول 70٪ لمدة 5 دقائق.
  4. تحت غطاء محرك السيارة تدفق الصفحي معقمة، وقطع كلا نصائح من العظام مع مقص. مسح نخاع العظام عن طريق حقن برنامج تلفزيوني العقيمة من أقصى العظام. جمع نخاع في أنبوب 15 مل. الطرد المركزي 7 دقائق عند 300 × ز.
  5. إزالة طاف. تعليق بيليه في 3 مل من خلايا الدم الحمراء تحلل العازلة. احتضان تعليق لمدة 1 دقيقة في درجة حرارة الغرفة قبل الغزل مرة أخرى لمدة 7 دقائق في 300 × ز. في ثقافة قارورة 150 مل، إضافة عقيمة خلية ثقافة المتوسط ​​(395 مل IMDM المتوسطة، 5 مل القلم / بكتيريا، 100 مل FBS) والبذور الخلايا.
  6. تغيير المتوسطة في اليوم الثاني لإزالة الخلايا غير ملتصق.
    1. إجراء تغييرات متوسطة كل يوم الثاني لمدة 2-3 أسابيع حتى يتم الحصول على كمية الخلايا المطلوبة.
    2. بدلا من ذلك، وإعداد biograft بواسطة البذورجي الخلايا على المصفوفة الصلبة حسب الحاجة، ووصف أماكن أخرى 3.
  7. يوم زرع القلب، وإعداد الخلايا أو حصاد biograft قبل تطبيق النخابية.
    1. جمع الخلايا باستخدام Accutase حل مفرزة الخلية. عد الخلايا. ملء أنبوب 1.5 مل الطرد المركزي مع حجم تعليق خلية محسوبة للحصول على كمية الخلايا المطلوبة. أجهزة الطرد المركزي لمدة 7 دقائق في 300 XG وإزالة طاف.
    2. بدلا من ذلك، حصاد biograft من خلية ثقافة المتوسط، وشطف في برنامج تلفزيوني العقيمة، ونضع في مستنبت الطازجة دون المصل.

2. الأولى بضع الصدر وربط LAD

  1. وزن الفئران. بدوره على وسادة التدفئة على 37 درجة مئوية. تخدير الفئران مع 5٪ الأيزوفلورين و 5 لتر / دقيقة 100٪ O 2 في غرفة تحريض لمدة 5-7 دقيقة. إجراء أخمص القدمين أو قرصة الذيل لتأكيد التخدير. وضع الفئران على لوحة التدفئة.
  2. تدخله الحيوان مع 14G الرابع القسطرة. توصيل القسطرة التنبيب لجهاز التنفس الصناعي القوارض المبرمجة ل2.5 لتر / دقيقة الأكسجين، و 2.5٪ الأيزوفلورين، حجم المد والجزر من 2 مل، وتردد التنفس من 90 الأنفاس / دقيقة.
  3. يعد حل البوبرينورفين عند 0.1 ملغم / كغم. حقن تحت الجلد ثلث من الحل. حلاقة الجزء الأيسر من القفص الصدري. تطهير مع بيتادين محلول 1٪.
  4. شق الجلد عمودي على القص في الفضاء وربي الرابع. فصل 3 طبقات من العضلات الصدرية (الصدرية الكبرى والصاعدة الصدرية، الصدرية ومنحرف الخارجية). فتح الفضاء الوربي الرابع (بين الأضلاع 4 و 5).
  5. استخدام ضام صغيرة لنشر الضلوع وفضح القلب. فتح التأمور بعناية. تحديد مكان وligate الأمامي الأيسر النازل الشريان التاجي (LAD) مع 7.0 خياطة 4 ملم تحت الأذين.
  6. إغلاق الفضاء وربي مع اثنين من الغرز باستخدام 3.0 الغرز. ضع الغرز اثنين من قريب وبشكل أقصى من القص. أولا، رighten خياطة البعيدة. العادم المشبك أنابيب التنفس الصناعي لمدة 2 ثانية من أجل تضخيم الصدر وتجنب أي استرواح الصدر. تشديد خياطة الثانية. وضع طبقات العضلات مرة أخرى في مكان (هناك حاجة إلى أي الغرز). إغلاق الجلد مع خياطة 5.0.
  7. تطهير خياطة مع 1٪ محلول بيتادين. حقن ما تبقى من الحل البوبرينورفين. إيقاف نظام التخدير. التنبيب إزالة القسطرة.
  8. الحفاظ على الفئران في قفص تحت مصباح دافئ لمدة 1-2 ساعة. الحفاظ على الحرارة في القفص والتحكم في المسافة بين مصباح دافئ والقفص من أجل تجنب الإفراط في التدفئة. العودة الفئران في وحدة IVC. حقن تحت الجلد البوبرينورفين 0،05 حتي 0،1 ملغ / كغ آخر -operatively كل 6-12 ساعة لمدة 48 ساعة.

3. إدارة النخابية العلاج فيا بضع الصدر الثاني

  1. كرر الخطوات من 2،1-2،3.
  2. شق الجلد عمودي على القص في الفضاء الوربية الخامسة. فصل طبقة 3ق من عضلة الصدر (الصدرية الكبرى، والصعود الصدرية الصدرية منحرف الخارجية). فتح الفضاء الوربية الخامسة (بين الاضلاع 5 و 6).
  3. استخدام ضام صغيرة لنشر الضلوع وفضح القلب. إذا كان هناك بعض الالتزام، وإزالة بعناية لهم مع ملقط غرامة.
  4. تحديد موقع منطقة احتشاء التي تظهر كمنطقة شاحبة تحت ربطة. ملاحظة: عندما يكون ذلك ضروريا، واستخدام قطعة 10 سم من الخيط (7.0) إدراجها في قمة لتصور أفضل البطين الأيسر. سحب بلطف إلى خياطة الحفاظ فضفاضة بواسطة المشبك لفضح القلب.
  5. تطبيق واحد من العلاجات التالية:
    1. ضع biograft على سطح القلب. استخدام حقنة مملوءة مسبقا تسرب الليفين prewarmed في درجة حرارة الغرفة لمدة 10 دقيقة. تطبيق قطرة (50-100 ميكرولتر) من تسرب الليفين تحت biograft باستخدام إبرة 25 G يور. تحقق من أن biograft ومختومة تماما.
    2. بدلا من ذلك، تطبيق بيليه الخلية التي تم جمعها مع طرف ماصة على سطح سو قلب على منطقة شاحبة تحت ربطة. تطبيق قطرة (50-100 ميكرولتر) من تسرب الليفين على بيليه الخلية.
  6. إزالة قطعة من الخيط من قمة.
  7. كرر الخطوات من 2،6-2،8.

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

النتائج

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

جميع الحيوانات تعافت في حدود 1 ساعة بعد thoracotomies. كان التئام الجروح السريع. لم يلاحظ أي عدوى أو ذمة.

في بضع الصدر الأيسر مزدوج يسمح الوصول الأمثل إلى القلب (الشكل 1). كان الألم وفيات ما بعد الجراحة منخفضة. تعافى الحيوان بسرعة من الجراحة واكتسبت الوزن (الشكل 2). كانت كابلان مئير بقاء في المئة 96٪ للبضع الصدر الأول. توفي أربعة الفئران على مدى 104 ضمن التطبيق 24 ساعة بعد العلاج...

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

المناقشة

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

وربط دائم LAD يسبب إصابة عضلة القلب لا رجعة فيها. وصفت نموذج حيواني الأول في 1960 4. منذ ذلك الحين، اعتبر كنموذج قياسي ومناسب للMI المزمن. استقراره واستنساخ يسمح التقييم التجريبي من العلاجات لMI 5. ذكرت وتحسين الإجراءات التالية وصف الأولي معدل وفيات المنطوق من 35-13٪ 6.

كما هو متوقع، LAD ربط يسببها ضعف وظيفة القلب لوحظ في غضون 2 أسابيع. تم تسجيل انخفاض آخر في وظيفة القلب تصل إلى 6...

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

الإفصاحات

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

ليس لدى المؤلفين ما يكشفون عنه.

شكر وتقدير

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

الكتاب أشكر الأستاذ هندريك Tevaearai وقسم جراحة القلب والأوعية الدموية للدعم المالي للجزء الأولي من الدراسة.

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

المواد

قائمة المواد المستخدمة في هذه المقالة
الاسمالشركةرقم فهرسيالتعليقات
خياطة Polysorb 3-0CovidienUL 204
Polysorb 5-0 خياطةCovidienUL 202
Surgipro II 7-0 خياطةCovidienVP904X
قسطرة Insyte 14 GBD381267
Inspira جهاز التنفس الصناعي المتقدم الذي يتم التحكم فيه بالحجمهارفارد557058
Dumont # 7 ملقطFST ألمانيا11274-20
مانعة للتسرب من الفيبرينباكستر1501441غراء TISSEEL ، مجمدة -20 درجة ؛ C
Castroviejo Eye SpeculaHarvard Apparatus72-8925يستخدم كضام للأضلاع
IMDM GlutaMAXGibco31980
Pen / StrepGibco15140
FBSPAA Clone          A15-101
لمقص العظام16044-10
حل تحلل خلايا الدم الحمراءGentra SystemsD-50k1
انفصال خلايا Accutaseتقنية الخلايا الجذعية7920
مادة أدوات العلوم الدقيقة حل

المراجع

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Gjesdal, O., Bluemke, D. A., Lima, J. A. Cardiac remodeling at the population level--risk factors, screening, and outcomes. Nat. Rev. Cardiol. 8, 673-685 (2011).
  2. Alcon, A., Cagavi Bozkulak, E., Qyang, Y. Regenerating functional heart tissue for myocardial repair. Cell Mol. Life Sci. 69, 2635-2656 (2012).
  3. Guex, A. G., Fortunato, G., Hegemann, D., Tevaearai, H. T., Giraud, M. N. General Protocol for the Culture of Cells on Plasma-Coated Electrospun Scaffolds. Methods Mol. Biol. 1058, 119-131 (2013).
  4. Selye, H., Bajusz, E., Grasso, S., Mendell, P. Simple techniques for the surgical occlusion of coronary vessels in the rat. Angiology. 11, 398-407 (1960).
  5. Gomes, A. C., Falcao-Pires, I., Pires, A. L., Bras-Silva, C., Leite-Moreira, A. F. Rodent models of heart failure: an updated review. Heart Fail. Rev. 18, 219-249 (2013).
  6. Horstick, G., et al. Surgical procedure affects physiological parameters in rat myocardial ischemia: need for mechanical ventilation. Am. J. Physiol. 276, 472-479 (1999).
  7. Duchatelle, J. P., Vivet, P., Cortes, M., Groussard, O., Pocidalo, J. J. Respiratory and Hemodynamic-Effects of Lateral Thoracotomy or Sternotomy in Mechanically Ventilated Rats. Eur. Surg. Res. 17, 10-16 (1985).
  8. Giraud, M. N., et al. Hydrogel-based engineered skeletal muscle grafts normalize heart function early after myocardial infarction. Artif. Organs. 32, 692-700 (2008).
  9. Siepe, M., et al. Myoblast-seeded biodegradable scaffolds to prevent post-myocardial infarction evolution toward heart failure. J. Thorac. Cardiov. Sur. 132, 124-131 (2006).
  10. Guex, A. G., et al. Plasma-functionalized electrospun matrix for biograft development and cardiac function stabilization. Acta Biomater. 10, (2014).
  11. 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. J. Am. Coll. Cardiol. 54, 1619-1626 (2009).
  12. Guo, H. D., Wang, H. J., Tan, Y. Z., Wu, J. H. Transplantation of marrow-derived cardiac stem cells carried in fibrin improves cardiac function after myocardial infarction. Tissue Eng. Part A. 17, 45-58 (2011).
  13. Qiao, H., et al. Death and Proliferation Time Course of Stem Cells Transplanted in the Myocardium. Mol. Imaging Biol. 11, 408-414 (2009).
  14. Conradi, L., Pahrmann, C., Schmidt, S., Deuse, T., Hansen, A., Eder, A., et al. Bioluminescence Imaging for Assessment of Immune Responses Following Implantation of Engineered Heart Tissue (EHT). J. Vis. Exp. 52 (e2605), (2011).

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

إعادة الطباعة والأذونات

طلب إذن لإعادة استخدام النص أو الأشكال في مقالة JoVE هذه

طلب إذن

الوسوم

مقالات ذات صلة