רקמות מהונדסים בונה כליות לספק פתרון מצוקת איברים, השפעות מזיקות של דיאליזה. כאן, אנו מתארים את פרוטוקול מיקרו לנתח הכליות מאתר עבור בידוד של מקטעי מדולרי-cortico. מקטעים אלה מושתלים לתוך המבנים לגרדום ללא הסלולר, ויוצרים organoids כליות.
הרשמה ל-JoVE נדרשת לצפייה בתוכן זה. התחברו או התחילו בגרסת ניסיון בחינם.
מאמר שיטה
* These authors contributed equally
רקמות מהונדסים בונה כליות לספק פתרון מצוקת איברים, השפעות מזיקות של דיאליזה. כאן, אנו מתארים את פרוטוקול מיקרו לנתח הכליות מאתר עבור בידוד של מקטעי מדולרי-cortico. מקטעים אלה מושתלים לתוך המבנים לגרדום ללא הסלולר, ויוצרים organoids כליות.
השתלת כליה היא עכשיו טיפול המיינסטרים עבור מחלת כליות סופנית. עם זאת, עם 96,000 אנשים על רשימת המתנה, רק רבע מהחולים הללו להשגת השתלת, יש צורך בחלופות אלה עם כשל איברים איומים. כדי לצמצם את ההשלכות המזיקות של דיאליזה יחד עם עלויות הבריאות הכללית שזה כרוך, פעיל הריקחה בחיפוש אחר פתרונות חלופיים כדי השתלת איברים מושתלת רקמות מהונדסים כליות הסלולר בונה הם אחד גישה אפשרית כזו כדי החלפת בירידה בפונקציונליות כליות. כאן, תיאר בפעם הראשונה, זה microdissection של הכליות מאתר עבור בידוד של חיים corticomedullary מקטעים כליות. מקטעים אלה מסוגלים מהירה לצאר בונה לגרדום ללא אנדותל-פיברובלסט אשר עשוי לאפשר קשר מהיר עם המארח להערכת פעם מושתל. העכבר למבוגרים כליות היו רכש מתורמים חיים, ואחריו סטריאוסקופ microdissection להשיג מקטעי כליות 200-300 מיקרומטר בקוטר. בונה כליות מרובים היו מפוברק באמצעות ראשי מקטעי כליות שנקטפו רק כליה אחת. שיטה זו מדגים תהליך אשר יכול להושיע רקמה תפקודית כליות של איברים אחרת יימחקו.
מחלת כליות כרונית (CKD) הוא אחד של הנוכחי מרכזית בבריאות הציבור אתגרים ברחבי העולם1. השכיחות של CKD בארצות הברית היא מעל 14% מכלל האוכלוסייה, עם מעל 600,000 אמריקאים הסובלים הצורה החמורה ביותר, בשלב הסופי מחלת כליות (ESRD)2. הנוכחי טיפול האפשרויות הזמינות עבור אלה עם ESRD כלול דיאליזה, כליות השתלת. למרות כ 25,000 חולים לעבור השתלת כליות מדי שנה, מספר משמעותי של חולים נוספים מדי שנה שמוביל פער גדול בין אלה ממתינים איבר מצילות חיים ואלה השתלת המקבל3. בנוסף השפעותיו השליליות רציני על תוחלת החיים ואת איכות החיים, דיאליזה משויכת נטל פיננסיים מדהימות. בשנת 2014, Medicare תשלום תביעות הסתכם מעל 30 מיליארד דולר עבור חולי ESRD2. עם היצע מוגבל איברים, אין downtrend לכאורה בחולים הזקוקים דיאליזה, מאמצי מחקר שמטרתו זיהוי פתרונות חלופיים דיאליזה, השתלת חשובים אי פעם. אפילו עיכוב קצר יחסית הצורך דיאליזה מגדילה מספר של מטופל שנים מנוכים איכות החיים ופרודוקטיביות באופן משמעותי תוך דחיית עלויות הקשורות דיאליזה-4,-5,-6.
פתרונות עבור אובדן רקמה תפקודית, כמו עם ESRD, נמצאים כיום נחקר ב הנדסת רקמות ומעבדות רפואה רגנרטיבית, עם גישות מגוון נרחב, החל ייצור מבוססי לגרדום תא צורב כל האיבר באמצעות הנדסה decellularized איברים מבנים הסלולר השרשה7,8,9,10,11. Recapitulating מבנים מורכבים כליות מן הכליות גבולית או שנמחקו באופן חלקי בלבד נחקר. למעשה, כמעט 20% של הכליות רכש עבור השתלת מתבטלים עבור סיבות שונות12,13. הרקמה כליות פונקציונלי של שתלי בשם אלה יכול להיות מנוצל, שולבו רקמות מהונדסים בונה אחד או רבים. מחקרים קודמים הראו את הכדאיות של עבודה עם האיברים האלה זרוקים, ניצול הכליות עבור המטריצה הסלולר במיוחד בשביל לרקמות הנדסה למטרות14,15. עם זאת, מעטים השתמשו ראשי nephronal רקמת הכליות בריא עבור הנדסת רקמות למטרות16,17,18.
שיטה אחת שתואר קודם לכן על ידי קים. ואח כרוך בידוד של כליות "מגזרים" מן הכליות, עכבר בריא, אשר היו אז נזרע על פיגומים (PGA) חומצה polyglycolic עבור ייצור לבנות16. עם זאת, מעט מידע ניתנת לגבי המתודולוגיה לנתיחה המדויק, ואת מקטעי התקבלו משילוב של הא בסדר ולסינון. אנו מתארים שינוי של פרוטוקול זה, אשר בדומה מייצרת מקטעי כליות דיסקרטית עם ארכיטקטורה nephronal ללא פגע, אבל במקום זה מסתמך על טכניקות microdissection. Nephrectomies מבוצעות על עכברים בוגרים חיים, אחרי אשר מועברים הכליות המיקרוסקופ ניתוח שבו הקפסולה כליות יוסר, הרקמה הוא גזור עוד יותר. מחטים 30½ G small-bore משמשים כלי חיתוך והיא גם כמו מנחה בסיוע ב לנתיחה, כמו המחט בקוטר שוות לקוטר היעד של המקטעים כליות. המקטעים מבודדות, במקרה זה מאתר, כליות לשמור על יכולת הקיום בתרבות ולשלב עם מבנים הסלולר לגרדום ללא אנדותל-פיברובלסט19. מבנים אלה שימשו בעבר להנדס איברים אחרים, כולל לבלב מלאכותי ביו20.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
כל בעלי החיים הניתוחים המתואר להלן היו אושרה על ידי טיפול בעלי חיים מוסדיים להשתמש הוועדה (IACUC)-הרפואה באוניברסיטת דרום קרוליינה לפני ניתוחים בבעלי חיים או שימוש של כל רקמות חיות.
1. מאתר כריתת כליה
2. מאתר כליות Microdissection לבידוד פלח כליות
3. קטע כליות לבנות הסלולר ייצור
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
הפרוטוקול המתואר מייצרת כ 50 מקטעי כליות לפי סעיף3 כפירמידה 2 מ מ של רקמת הכליה. הקטעים כליות מעובד, עם תמונה יש צינורי ורכיבים glomerular בפרופורציות שונות (ראה איור 2). במקטעים ללא פגע היו נענשים assay על מנת לקבוע את הכדאיות של חלקים שונים פעם כל 24 שעות במשך שלושה ימים. ירוק-פלורסנט calcein-אם קיים עם פעילות esterase תאיים, מעידה על תאים חיים. אדום-פלורסנט אתידיום homodimer-1 נתפסת עם הפסד של השלמות של קרום פלזמה. למרות מקטעים אלה הם מבנים שלמי...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
שיטות השתמשו כדי להנדס הרקמות כליות מבנים קיימים הבדלים באשר הן סוג של תאים, biomaterials מנוצל, במקרים רבים, הם מיושנים או לא מאופיין היטב הספרות7. בעוד רבים משתמשים בתאי גזע גישות או recapitulating רכיבים בודדים של האדריכלות כליות בבידוד, זה הסיכוי באופן מלאכותי יצירה מחדש של איבר שלם עם סוגי התאים הבדיל 26 מ מ המתלים הסלולר מהמם לשקול21. זה כנראה למה אחרים עברו להתגורר גישות באמצעות מקטעי רקמת הכליה ברקמת יישומי הנדסה. כמתואר לעיל, העבודה הקודמת נעשתה בבידוד של קטעים כלי...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
המחברים אין לחשוף.
מענק הכשרה פוסט-דוקטורט מוסדיים-NIH, NIH-HL-007260
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| פעמי בית חולים לאוטובוס | שדה סטרילי ללא fenestrated | 696 | |
| פעמי לבית חולים | אוטובוס שדה סטרילי | 697 | |
| מלקחיים נגד יתושים Halsted 5 Miltex | Mil-7-4 | Hemostat" מעוקל בכתב יד | |
| מלקחיים עדינים במיוחד, מעוקלים עם שיניים | Fine Science Tools | 11155-10 | מלקחיים עדינים עם שיניים |
| מלקחיים עדינים במיוחד, משוננים (ללא שיניים) | Fine Science Tools | 11152-10 | מלקחיים עדינים ללא שיניים |
| מספריים עדינים - טונגסטן קרביד | Fine Science Tools | 14568-09 | מספריים איריס |
| קרצוף כירורגי בטדין עם משאבה, פובידון-יוד 7.5% | Purdue Products L.P. | 67618-151-17 | |
| כרית גזה מכותנה סטרילית (4 אינץ' x 4 אינץ') | Fisher Healthcare | 22-415-469 | |
| תמיסת פוספט חוצצת של Dulbecco | קורנינג | 21-030-CV | |
| תמיסת פניצילין/סטרפטומיצין, 100X | Corning | 30-002-Cl | |
| Isoflurane, USP | יצרן: Piramal, מפיץ: McKesson | 2254845 | |
| מסיר שיער | Nair | 22600-23307 | קרם להסרת שיער בטקסט |
| 200 הוכחה אתנול | Decon Laboratories | 2705 | מדולל ל-70% תמיסת אתנול |
| BioLite 60 מ"מ צלחת תרבית רקמות | Themo-Scientific | 130181 | |
| Press'n Seal | Glad | 12587-70441 | מיושם על סטריאוסקופ |
| SZX16 מיקרוסקופ סטריאו | אולימפוס | SZX16 | |
| סיבים אופטיים Illuminator | Cole Parmer | 41720-20 | |
| צינור אור כפול תומך בעצמו, 23 אינץ' L Gooseneck | Cole Parmer | EW-41720-60 | |
| ידית אזמל #3 | Miltex | Mil-4-7 | |
| להב פלדת פחמן סטרילי עם צלעות אחוריות, גודל להב 15 | Bard-Parker | 371115 | |
| 31 1/2 מד מחט | ThermoFisher מדעי | 14-826F | בקטון דיקינסון 305106 |
| Dulbecco's Modified Eagle's | Medium Corning | 10-017-CV | |
| Fetal Select 100% בקר סרום | אטלס ביולוגי | FS-0500-AD | |
| פיברובלסטים עוריים אנושיים רגילים | Lonza | CC-2511 | |
| תאי אנדותל מיקרו-וסקולריים אנושיים שומן | מעבדות מחקר Sciencell | 7200 | |
| זכוכית מגדלת כירורגית (2.5x) | אורסקופטית | (N/A) הזמנה | |
| FGM-2 (מדיום בסיסי פיברובלסטים עם FGM-2 SingleQuots נוסף) | לונזה | CC-3131, CC-4126 | |
| EGM-2 (מדיום בסיסי אנדותל עם תוספת EGM-2 SingleQuots) | Lonza | CC-3156, CC-4176 | |
| ערכת כדאיות/ציטוטוקסיות חיה/מת לתאי יונקים | ThermoFisher Scientific | L3224 | |
| Anti-Cytokeratin-18 נוגדן | Abcam | ab668 | |
| עז נגד עכבר IgG, Alexa Fluor 633 | ThermoFisher Scientific | A-21052 | |
| עז נגד ארנב IgG, Alexa Fluor 546 | ThermoFisher Scientific | A-11010 | |
| אנטי-פון ווילברנד פקטור נוגדן | Abcam | ab6994 | |
| אלבומין, פלואורסצאין איזותיוציאנט מצומד | סיגמא אולדריץ' | A9771-50MG | |
| Hoescht 33342 | BD Pharmingen | 561908 | |
| רקע באסטר | Innovex Biosciences | NB306 |
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.