Methodenartikel

Intramyokardiale Transplantation von MSC-Loading injizierbaren Hydrogelen nach Myokardinfarkt in einem Murine-Modell

DOI:

10.3791/61752

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20. September 2020

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1Cardiovascular Research Institute for Intractable Disease, College of Medicine, The Catholic University of Korea, 2Division of Cardiology, Department of Internal Medicine, Seoul St. Mary's Hospital, College of Medicine, The Catholic University of Korea, 3Division of Cardiology, Department of Internal Medicine, Uijeongbu St. Mary's Hospital, College of Medicine, The Catholic University of Korea

In diesem Artikel

Zusammenfassung

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Die Stammzelltherapie hat sich als effiziente Strategie zur Reparatur von verletztem Herzgewebe nach einem Myokardinfarkt herauskristallisiert. Wir bieten eine optimale In-vivo-Anwendung für die Stammzelltransplantation mit gelatinenhydrogelen, die enzymatisch vernetzt werden können.

Zusammenfassung

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Eines der Hauptprobleme, mit denen aktuelle Herzstammzelltherapien zur Vorbeugung von Herzinsuffizienz nach dem Infarkt konfrontiert sind, ist die niedrige Retentions- und Überlebensrate transplantierter Zellen innerhalb des verletzten Myokards, wodurch ihre therapeutische Wirksamkeit eingeschränkt wird. In jüngster Zeit hat der Einsatz von Gerüstbiomaterialien Aufmerksamkeit für die Verbesserung und Maximierung der Stammzelltherapie gewonnen. Ziel dieses Protokolls ist es, eine einfache und einfache Technik zur Transplantation von mesenchymalen Stammzellen (MSCs) aus Knochenmark unter Verwendung injizierbarer Hydroxyphenylpropionsäure (GH)-Hydrogele einzuführen; Die Hydrogele sind als Zellabgabeplattform für Herzgewebe-Engineering-Anwendungen aufgrund ihrer Fähigkeit, in situ vernetzt zu sein, und hoher Biokompatibilität günstig. Wir präsentieren eine einfache Methode zur Herstellung von MSC-ladenden GH-Hydrogelen (MSC/Hydrogels) und bewerten deren Überleben und Proliferation in dreidimensionaler (3D) In-vitro-Kultur. Darüber hinaus zeigen wir eine Technik zur intramyokardialen Transplantation von MSC/Hydrogelen bei Mäusen, die einen chirurgischen Eingriff beschreibt, um einen Myokardinfarkt (MI) über links anterior absteigende (LAD) koronare Arterienligation und anschließende MSC/Hydrogel-Transplantation zu induzieren.

Einleitung

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Die Herzstammzelltherapie hat sich als möglicher Ansatz für die Myokardreparatur und -regeneration1,2herauskristallisiert. Trotz der jüngsten positiven Ergebnisse in Tiermodellen und klinischen Studien ist die Anwendung einer Stammzelltherapie zur Myokardreparatur aufgrund der geringen Retention und des schlechten Überlebens der injizierten Zellen an den infarktierten Herzgeweben3,4begrenzt. Als Ergebnis wurde der Einsatz von zellbasierter Gewebetechnik, einschließlich injizierbarer Biomaterialien5, Herzpflaster

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Protokoll

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Alle Tierforschungsverfahren wurden in Übereinstimmung mit dem Laboratory Animals Welfare Act, dem Guide for the Care and Use of Laboratory Animals und den Richtlinien und Richtlinien für Nagetierexperimente bereitgestellt, die vom Institutional Animal Care and Use Committee (IACUC) in der School of Medicine der Katholischen Universität Korea zur Verfügung gestellt wurden.

1. Herstellung von MSCs und injizierbaren Gelatinehydrogelen

  1. Kultur MSCs in einem 100 mm Kulturgericht bei 37 °C und 5%CO2. Wenn das MSCs-Wachstum 80 % Zusammenfluss erreicht, waschen Sie die Schale zweimal mit DPBS und fügen Sie 1 ml Trypsin-Ersatz b....

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Ergebnisse

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Um MSCs effektiv an das infarktierte Myokard zu liefern, wurden in diesem Protokoll mSC-ladebare in situ-vernetzte Hydrogele verwendet, die in Abbildung 1 beschrieben sind. Vor der In-vivo-Transplantation wurden die Proliferation und das Überleben von MSCs in GH-Hydrogelen durch einen 3D-In-vitro-Färbe-Assay bestätigt (live: grün; tot: rot). Wie in Abbildung 2dargestellt, zeigten repräsentative Bilder eine ausreichende Verbreitung von MSCs, die verzweigte Netzwe.......

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Diskussion

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Injizierbare GH-Hydrogele haben aufgrund ihrer Fähigkeit, verschiedene therapeutische Wirkstoffe in situ homogen zu integrieren, ein großes Potenzial für In-vivo-Anwendungen. Darüber hinaus können ihre physikalischen und biochemischen Eigenschaften aufgrund krankheitsabhängiger Anforderungen leicht manipuliert werden. In dieser Hinsicht wurden injizierbare Hydrogele vorgeschlagen, um die großen Einschränkungen in der aktuellen Herzstammzelltherapie anzugehen, die durch schlechtes Überleben und Zellretention (d. h. < 10% .......

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Offenlegungen

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Die Autoren haben keine Interessenkonflikte, um mit diesem Werk zu erklären.

Danksagungen

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Diese Forschung wird durch das Basic Science Research Program von der National Research Foundation of Korea (NRF) unterstützt, das vom Bildungsministerium (NRF-2018R1D1A1A02049346) gefördert wird.

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Materialien

Liste der in diesem Artikel verwendeten Materialien
NameUnternehmenKatalognummerKommentare
4 % Paraformaldehyd (PFA)IntronIBS-BP031-2
5-0 SeidennahtAILEESK534
8-0 Polypropylen-NahtmaterialETHICONM8732H
8-Well-Kammer-ObjektträgerNunc LAB-TEK154534
Angiocath Plus (22GA) KatheterBD Angiocath PlusREF382423
Antibiotisch-antimykotischGibco15240-062
ZentrifugeGYROGEN1582MGR
Konfokales MikroskopZeissLSM 510
DeckglasMARIENFELD101242
Deluxe High Temperature Cautery KitBovieQTY1
DMEMGibco11995-065
DPBSGibco14040-133
Doppelspritze
EOSINSIGMA-ALDRICH
EthanolEMSUREK49350783 739
FBSGibco16000-044
Fechtner Bindehautzange TitanWORLD PRECISION INSTRUMENTSWP1820
Fluorescein Isothiocyanat-Isomer I (FITC)SIGMA-ALDRICHF7250
PinzetteHEBUHB0458
HaarentfernungscremeIldong Pharmazeutisches
HeizkissenStoelting50300Homeothermic Blanket System
50301Ersatz-Heizkissen für 50300 (10 x 12,5cm)
HämatoxylinSIGMA-ALDRICHHHS80
Meerrettichperoxid (HRP; 250-330 U/mg)SIGMA-ALDRICHP8375
Wasserstoffperoxid (H2O2; 30 Gew.-% in H2O)SIGMA-ALDRICH216763
JodgrünPharmazeutisches
LEBEND/TOT-ZellfärbesetThermo FisherR37601
Mechanisches BeatmungsgerätHarvard Apparatus
Micro ZentrifugeHANILMicro 12
Micro NadelhalterKASCO37-1452
MikroschereHEBUHB7381
MikroskopOLYMPUSSZ61
MT FärbekitSIGMA-ALDRICHHT1079-1SETWeigert& rsquo; s Eisen Hämatoxylin-Lösung
HT15-1KTTrichrom Fleck (Masson) Kit
ParaffinLK LABKOREAH06-660-107
PBS PufferGibco10010-023
PHK26 FärbekitSIGMA-ALDRICHMINI26
ObjektträgerScanner LeicaSCN400
Chirurgische SchereHEBUHB7454
Chirurgisches Klebeband3M micopore1530-1
GewebekassetteScilab KoreaCas3003
SchallkopfgelSUNGHEUNGSH102
Forellen-Barraquer Nadelhalter gebogenKASCO50-3710c
UltraschallgerätPhilipsAffiniti 50
XylolJUNSEIArtikel-Nr.: 25175-0430
HT110116

Referenzen

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  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.

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Nachdrucke und Genehmigungen

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Schlagwörter

MSC HydrogeleKnochenmark MSCsHydrogel QuervernetzungZell berlebens AssayEchokardiographie Analysehistologische Analyse

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