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Células Madre Programación para Terapéutico Angiogénesis Uso Biodegradable polimérico nanopartículas

DOI:

10.3791/50736

September 27th, 2013

In This Article

Summary

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Se describe el método de las células madre de programación para sobreexpresar factores terapéuticos para la angiogénesis usando nanopartículas poliméricas biodegradables. Procesos descritos incluyen la síntesis de polímeros, la transfección de células madre derivadas de tejido adiposo in vitro, y la validación de la eficacia de las células madre programado para promover la angiogénesis en un modelo de isquemia de las extremidades posteriores murino.

Abstract

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Crecimiento vascular controlada es crítico para la regeneración de tejidos y la cicatrización de heridas con éxito, así como para el tratamiento de enfermedades isquémicas tales como accidente cerebrovascular, ataque al corazón o enfermedades arteriales periféricas. Entrega directa de los factores de crecimiento angiogénicos tiene el potencial de estimular el crecimiento de los vasos sanguíneos, pero a menudo se asocia a limitaciones como la falta de focalización y la corta vida media in vivo. La terapia génica ofrece un enfoque alternativo mediante la entrega de genes que codifican factores angiogénicos, pero a menudo requiere el uso de virus, y está limitado por cuestiones de seguridad. Aquí se describe una estrategia recientemente desarrollada para estimular el crecimiento vascular por las células madre de programación para sobreexpresar factores angiogénicos in situ usando nanopartículas poliméricas biodegradables. Específicamente nuestra estrategia utiliza células madre como vehículos de entrega mediante el aprovechamiento de su capacidad para migrar hacia los tejidos isquémicos in vivo. Usando los vectores poliméricos optimizados, derivadas de tejido adiposocélulas madre fueron modificados para sobreexpresar un gen que codifica el factor angiogénico de crecimiento endotelial vascular (VEGF). Se describen los procesos para la síntesis de polímero, la formación de nanopartículas, la transfección de células madre in vitro, así como los métodos para la validación de la eficacia de las células madre de VEGF-expresión para la promoción de la angiogénesis en un modelo de isquemia de las extremidades posteriores murino.

Introduction

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El objetivo general de esta técnica es el de promover la angiogénesis terapéutica utilizando células madre no programados de forma viral que sobreexpresa factores terapéuticos en el sitio de la isquemia. Las células madre fueron modificadas ex vivo primero el uso de nanopartículas biodegradables sintetizados en el laboratorio, y luego trasplantadas en un modelo murino de isquemia de las extremidades posteriores para validar su potencial para la mejora de la angiogénesis y de salvamento tejido.

Crecimiento vascular controlada es un componente importante de la regeneración de tejidos éxito, así como para el tratamiento de diversas ....

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Protocol

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1. Síntesis de polímero

  1. En una campana de humos, pesar 3,523 mg de butandioldiacrilato (C) y transferir a un vial de centelleo de vidrio que contiene una barra de agitación.
  2. Pre-calor 5-amino-1-pentanol (32) a 90 ° C para solubilizar la sal, a continuación, en una campana de humos, pesar 1,533 mg de 32 y añadir al vial de centelleo que contiene C. Este método se traducirá en una relación molar de C: 32 = 1:1,2.
  3. Colocar inmediatamente el vial que contiene dos soluciones en una placa de agitación. Ajuste la velocidad de agitación a 600 rpm.
  4. Transferir el vial de centelleo para un horno ajustado a 90 º C. Ajuste la velocidad de a....

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Results

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Al mezclar juntos, el polímero cargado positivamente (C32-122) y el plásmido de ADN auto-ensambla con carga negativa en las nanopartículas. La formación de nanopartículas se puede confirmar mediante el análisis de electroforesis es decir, la formación de complejos entre C32-122 y el ADN plasmídico se prevenir la movilización del ADN durante la electroforesis. El polímero sirve como un reactivo de transfección para facilitar el incremento de la absorción de ADN en las células diana y la expresión subsiguiente de.......

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Discussion

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Aquí se presenta un método para programar las células madre adultas para sobreexpresar factores terapéuticos utilizando nanopartículas biodegradables no virales. Esta plataforma es particularmente útil para el tratamiento de enfermedades en las que las células madre, naturalmente, puede casa, tales como la isquemia y el cáncer. 9-10 Además, la plataforma de administración de genes no viral permite la sobreexpresión transitoria de factores terapéuticos, que es adecuado para la mayoría de la regeneración de tej.......

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Disclosures

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Los autores declaran que no tienen intereses financieros en competencia.

Acknowledgements

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Los autores desean agradecer a la American Heart Association Beca Nacional de Desarrollo Científico (10SDG2600001), Stanford Bio-X Programa Iniciativa interdisciplinaria, y Stanford Medical Scholars Programa de Investigación para la financiación.

....

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Materials

List of materials used in this article
NameCompanyCatalog NumberComments
DMEMInvitrogen11965
Suero fetal bovinoInvitrogen10082
Penicilina/EstreptomicinaInvitrogen15070
Factor de crecimiento básico de fibroblastosPeprotech100-18B
1,4-butanodiol Diacrilato (90 %)Sigma Aldrich411744Acrónimo: C
5- amino-1-pentanol (97 %)Alfa Aesar2508-29-4Acrónimo: 32
Tetraetilenglidodinamina > 99 %)Molecular Biosciences17774Acrónimo: 122
Acetato de sodioG-BiosciencesR010
Fosfato tamponado solución salinaInvitrogen14190-144
Tetrahiofurano anhidro (> 99.9 %)Sigma Aldrich401757
éter dietílico anhidro (> 99 %)Fisher ScientificE138-4
DMSO anhidro (> 99.9 %)Sigma Aldrich276855
GelatinaSigma AldrichG9391
Tripsina-EDTAInvitrogen25200
D-luciferinaGoldBio
Temperatura óptima de corte (O.C.T)Tissue-Tek4583
Rat anti-Mouse CD31BD Pharmingen550274
Alexa Fluor 594 anti-ratas IgGInvitrogenA11007

References

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  1. Deveza, L., Choi, J., Yang, F. Therapeutic angiogenesis for treating cardiovascular diseases. Theranostics. 2, 801-814 (2012).
  2. Yang, F., et al. Genetic engineering of human stem cells for enhanced angiogenesis using biodeg....

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Stem Cell ProgrammingBiodegradable Polymeric NanoparticlesTherapeutic AngiogenesisVEGF OverexpressionAdipose Derived Stem CellsPolymer SynthesisNanoparticle FormationStem Cell TransfectionHindlimb Ischemia ModelBioluminescence Imaging

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