פרוטוקול זה ממחיש הליך בטוחים ויעילים כדי לשנות CD133+ hematopoietic תאי גזע. הציג נגיפי, מגנטי polyplex-הגישה המבוססת על עשוי לספק בסיס אופטימיזציה של תאי גזע טיפולית אפקטים כמו גם לגבי ניטור המוצר תא מנוהל באמצעות תהודה מגנטית.
הרשמה ל-JoVE נדרשת לצפייה בתוכן זה. התחברו או התחילו בגרסת ניסיון בחינם.
מאמר שיטה
* These authors contributed equally
פרוטוקול זה ממחיש הליך בטוחים ויעילים כדי לשנות CD133+ hematopoietic תאי גזע. הציג נגיפי, מגנטי polyplex-הגישה המבוססת על עשוי לספק בסיס אופטימיזציה של תאי גזע טיפולית אפקטים כמו גם לגבי ניטור המוצר תא מנוהל באמצעות תהודה מגנטית.
בעוד CD133+ תאי גזע hematopoietic (SCs) הוכחו מספקים פוטנציאל גבוה בתחום של רפואה רגנרטיבית, שיעורי ההחזקה נמוך שלהן לאחר ההזרקה לתוך רקמות פצוע, כמו גם שיעורי התמותה נצפתה תא מסיבית להוביל מאוד אפקטים טיפולית מוגבלת. כדי להתגבר על מגבלות אלה, אנחנו ביקשו להקים עבור הנדסה תא מתאים לפני הממשל שלהם פרוטוקול מבוסס נגיפי. השינוי של האדם CD133+ לבטא SCs באמצעות microRNA (מיר) טעון מגנטית polyplexes היה מיועד ביחס ספיגת יעילות, בטיחות, כמו גם פוטנציאל מיקוד של התאים. להסתמך על הפרוטוקול שלנו, נוכל להשיג מיר גבוהה שיעור ספיגת של 80-90% בזמן CD133+ מאפייני תא גזע נותרים ללא כל שינוי. יתר על כן, תאים ששונה אלה מציעות את האפשרות של פילוח מגנטי. נתאר כאן הליך בטוח ויעיל מאוד עבור השינוי של CD133+ SCs. אנו מצפים בגישה זו כדי לספק טכנולוגיה סטנדרטית למיטוב של תאי גזע הטיפולית תופעות לניטור של המוצר תא מנוהל באמצעות תהודה מגנטית (MRI).
CD133+ SCs מייצגים הטרוגנית גזע ו קדמון תא אוכלוסיה עם מבטיח פוטנציאל עבור רפואה רגנרטיבית. שלהם בידול hematopoietic, אנדותל, myogenic פוטנציאליים1,2,3 מאפשר את CD133+ תאים, למשל, לתרום כורוידאלית תהליכים באמצעות בידול לתוך לאחרונה יוצרים כלי והפעלה של pro-אנגיוגנזה איתות על-ידי paracrine מנגנונים4,5,6,7.
למרות הפוטנציאל שלהם גבוהה הפגינו יותר מ 30 ניסויים קליניים מאושרים (ClinicalTrails.gov), התוצאה הטיפולית שלהם הוא עדיין תחת הדיון במחלוקת4. אכן, יישום קליני של SCs היא הקשו על ידי שמירה נמוך באיבר של עניין תא הראשונית מסיבית מוות5,8,9. נוספים הנדסה של CD133+ השתלת מוקדמת SCs יכול לעזור להתגבר על האתגרים הללו.
תנאי הכרחי אחד עבור טיפול יעיל תא יהיה צמצום מסיבית הראשונית של המוות של תאים כדי לשפר את engraftment של התאים הרלוונטיים טיפולית10. מחקרים נוכחיים הפגינו אובדן תא העצום של 90-99% באיברים מאוד perfused כמו מוח ולב, במהלך ה 1-2 הראשון, ללא תלות בסוג התאים המושתלים או יישום לנתב11,12,13 ,14,15,16,17,18,19,20,21. SC תיוג באמצעות חלקיקים מגנטיים (MNPs) מאפשר אסטרטגיית לא פולשנית חדשניות לתאי היעד לאתר של עניין22,23,24,25,26 בו זמנית מאפשרת תא ניטור באמצעות MRI27 ו חלקיקים מגנטיים הדמיה (MPI). ה היעילה ויוו מחקרים החלה תא magnetized מיקוד שמירה תא בשימוש לאחר המינהל המקומית העדפה תא הדרכה לאחר הזרקה תוך ורידי23,24,28 . לכן, הקבוצה שלנו עיצב מערכת המורכבת חלקיקי תחמוצת ברזל פאראמגנטי29. בטכניקה זו, CD133+ SCs ואת תאי אנדותל יפתור (HUVECs) יכול ביעילות ניתן לפלח, כפי שמגלה במבחנה ניסיונות30,31.
. עוד משוכה SC טיפולים הוא הסביבה דלקתיות עוינת של רקמות שנפגעו לאחר ההשתלה, אשר תורמת מות התא הראשוני32. מספר מחקרים מיזוג מראש, היישום של מירס הרלוונטיים טיפולית היה נבדק33; זה בהצלחה הוכח כי מירס אנטי-מוות לעכב אפופטוזיס במבחנה ולשפר את התא engraftment ויוו33. אלו מולקולות קטנות, מורכב 20 – 25 נוקלאוטידים, לשחק תפקיד מכריע כמו מאפננים posttranscriptional של RNAs שליח (mRNAs), ובכך להשפיע על גורל והתנהגות תאי גזע34. יתר על כן, המבוא אקסוגני של מירס להימנע השילוב יציב רצויה לתוך הגנום המארח34.
ניסיונות הנוכחי עבור מבוא יעילה של חומצות גרעין (NAs) לתוך ראשי SCs מתבססים בעיקר על וירוסים רקומביננטי8,35. למרות יעילות גבוהה תרביות תאים, וירוס רקומביננטי מניפולציה מציג מכשול גדול עבור תרגום ספסל-כדי-המיטה, למשל, ביטוי גנים בלתי נשלט, פתוגניות, immunogenicity ו- insertional מוטגנזה מכוונת35 ,36. לכן, נגיפי מערכות אספקה כגון בונה מבוסס פולימר הם קריטיים כדי לפתח. בין אלה, polyethylenimine (פיי) מייצג כלי רכב משלוח חוקי המציע הטבות עבור מירס כגון NA עיבוי להגן מפני השפלה, ספיגת הסלולר, אלבומו תאיים endosomal להימלט37,38. יתר על כן, מתחמי מיר-פיי הפגינו של הביו גבוהה בניסויים קליניים39. לכן, מערכת המסירה שלנו מורכב biotinylated קנים 25 kDa פיי מאוגדים מצופים streptavidin ליבה MNP30,31,40.
כתב יד זה, אנו מציגים פרוטוקול מקיף המתאר (i) הבידוד ידנית של CD133+ SC של תרומת מח עצם אנושית (מוניטור) עם אפיון מפורט של המוצר SC ו (ii) על אסטרטגיה יעילה ועדינה תקנים של דיסקות נגיפי מבוסס פולימר מערכת משלוח עבור הנדסה גנטית של CD133+ SCs באמצעות מירס. CD133+ SCs מבודדים, דיסקות מועשר מן האדם aspirates מוניטור בחזה ובצלעות באמצעות משטח נוגדן מבוססי מגנטי הופעל תא מיון (מקינטוש) מערכת. לאחר מכן, את הכדאיות תא, כמו גם את הטוהר תא מנותחים באמצעות cytometry זרימה. לאחר מכן, מתחמי מיר/פיי/MNP מוכנים, CD133+ SCs הם transfected. 18 h לאחר תרביות תאים, את יעילות ספיגת וההשפעה של תרביות תאים ב- SC סמן ביטוי ותא הכדאיות מנותחים. יתר על כן, הערכה של ההתפלגות תאיים של תרביות תאים מורכבים תרכובות מתבצעת באמצעות תיוג מארבעה צבעים, תאורה מובנית מיקרוסקופ (SIM).
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
מוניטור האנושי בחזה ובצלעות לבידוד תא הושג מתורמים מושכלת, אשר נתן הסכמה בכתב שלהם כדי להשתמש בדגימות שלהם למחקר על פי הצהרת הלסינקי. הוועדה האתית של האוניברסיטה של רוסטוק אישרה המחקר הציג (רג א מס 2010 23, ממושך בשנת 2015).
1. תא הכנה
הערה: השתמש הפארין נתרן (250 IU/mL מוניטור) כדי למנוע קרישת דם לבדיקה מוניטור.
משוואה 1
משוואה 2
2. הכנת קומפלקסים תרביות תאים
הערה: במהלך שלב זה, שמור את ribonuclease מרחב היצירה במלואה (RNAse)-חינם באמצעות פתרון טיהור RNAse ולהשתמש רק ללא RNAse מתכלים חומר.

משוואה 33. תרביות תאים של CD133+ SCs
הערה: במהלך שלב זה, שמור את ribonuclease מרחב היצירה במלואה (RNAse)-חינם באמצעות פתרון טיהור RNAse ולהשתמש רק ללא RNAse מתכלים חומר
הערה: העבודה הבאה צריכה להתבצע בחדר מוגן מפני אור בהיר (העמום תאורה בלבד).
4. ניתוח של מיר תרביות תאים
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
פרוטוקול הציג מתאר ידנית בידוד והעשרה מגנטי של האדם הנגזרות מוניטור CD133+ SCs עם וירוס עוקבות תא עצמאית הנדסה אסטרטגיה, כטכנולוגיה פולשני מניפולציה במבחנה תא, ויוו כלי ניטור.
טכנולוגיה זו שלושה שלבים בידוד היתרי כניסה פרידה של MNCs ויטביע בחזה ובצלעות מתעכל מראש באמצעות צנטריפוגה הדרגתיות צפיפות. לאחר מכן, CD133+ תא שבר יכול להיות דיסקות מועשר בטכנולוגיה המתאימה בידוד. הדבר מאפשר העשרה ש...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
בשנים האחרונות, CD133+ SCs הופיעו כאוכלוסייה תא מבטיח עבור טיפולים מבוססי-SC כפי שמעידים מספר שלב אני II, III בניסויים קליניים43,44,45,46, 47 , 48 , 49 , 50 , 51 , 52 ,
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
המחברים מצהירים ללא ניגוד אינטרסים.
עבודה זו נתמכה על ידי משרד החינוך הפדרלי, גרמניה מחקר (FKZ 0312138A, FKZ 316159), את מדינת מקלנבורג-פורפומרן עם הקרנות המבניות של האיחוד האירופי (ESF/IVWM-B34-0030/10 ו- ESF/IVBM-B35-0010/12), את DFG (DA1296/2-1), קרן לב גרמני (F/01/12), את BMBF (VIP + 00240), קרן לח. בנוסף, F.H. ל בערב נתמכים על ידי FORUN תוכנית של רוסטוק המרכז הרפואי האוניברסיטאי ע"ש (889001).
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| 7-AAD | BD Biosciences | 559925 | |
| חומצה אצטית עם טכנולוגיות תאי גזע כחולים מתילן | 7060 | 3% | |
| אנטי-CD133/2-PE (שיבוט: 293C3) | Miltenyi Biotec GmbH | 130-090-853 | |
| anti-CD34-FITC (שיבוט: AC136) | Miltenyi Biotec GmbH | 130-081-001 | |
| anti-CD45-APC-H7 (שיבוט: 2D1) | BD Biosciences | ||
| 560178 צבע רודמין; צבע Atto 565 מצומד לביוטין | ATTO-TEC GmbH | AD 565-71 | |
| BD FACS LSRII ציטומטר זרימה | BD Biosciences | ||
| BD FACSDiva Software 6.1.2 | BD Biosciences | ||
| BSA | Sigma-Aldrich GmbH | A7906 | |
| CD133 חלקיקי דקסטרן ברזל סופר-פרמגנטיים המקושרים לנוגדנים; CD133 MicroBead Kit | Miltenyi Biotec GmbH | 130-097-049 | |
| קולגנאז B | Roche Diagnostics GmbH | ||
| Paul Marienfeld GmbH & Co. KG | |||
| ציאנין 3 צבע עם תווית קודמן miR; Cy3 Colour-Labeled Pre-miR Negative Control #1 | Ambion | AM17120 | |
| Cyanine 5 dye miR ערכת תיוג; ערכת תיוג צבע Cy5 IT miRNA Mirus | Bio | MIR 9650 | |
| DNAse I | Roche Diagnostics GmbH | 10104159001 | (100 U/mL) |
| ELYRA PS.1 LSM 780 מיקרוסקופ קונפוקלי | Carl Zeiss Jena GmbH | ||
| FcR Blocking Reagent, Human | Miltenyi Biotec GmbH | 130-059-901 | |
| ערכת תיוג חלבון ירוק בהיר; ערכת תיוג חלבון אורגון ירוק 488 | Thermo Fisher Scientific | O10241 | |
| מדיום הרכבה מימי; Fluoroshield | Sigma-Aldrich GmbH | F6182 | |
| צינור צנטריפוגה שיפוע צפיפות; Leukosep צנטריפוגה | צינור גריינר Bio-One | 89048-932 | |
| מחזיק מגנט MACS; MACS MultiStand | Miltenyi Biotec GmbH | 130-042-303 | |
| MACS מסנן טרום הפרדה | Miltenyi Biotec GmbH | 130-041-407 | 30 ומיקרו; |
| m עמודת הפרדת MACS (MS / LS) | Miltenyi Biotec GmbH | 130-042-201 / 130-042-401 | |
| מגנט קבוע MACS; מפריד MACS | Miltenyi Biotec GmbH | 130-042-302 | |
| Millex-HV PVDF מסנן | Merck | SLHV013SL | 0.45 μ m |
| עכבר IgG 2b-PE | Miltenyi Biotec GmbH | 130-092-215 | |
| צבע תגובתי אמין; ערכת כתמי תאים מתים כמעט חיים / מתים הניתנת לתיקון | Thermo Fisher Scientific | L10119 | |
| מדיום הפרדת לימפוציטים אנושיים; Pancoll | Pan Biotech GmbH | P04-60500 | צפיפות: 1.077 גרם/מ"ל |
| PBS | Pan Biotech GmbH | P04-53500 | ללא Ca ו-Mg |
| PEI | Sigma-Aldrich GmbH | 408727 | מסועף; 25 kDa |
| פניצילין/סטרפטומיצין | תרמו פישר Scientific | 15140122 | 100 U/mL, 100 μ g/mL |
| PFA | Merck Schuchardt OHG | 1040051000 | |
| קודמן miR ללא תווית; Pre-miR miRNA Precursor Negative Control #1 | Ambion | AM17110 | |
| RBC lysis buffer | eBioscience | 00-4333-57 | |
| תמיסת טיהור RNAse; RNaseZap | Thermo Fisher Scientific | AM9780 | |
| מדיום לימפוציטים אנושי; Roswell Park Memorial Institute (RPMI) 1640 בינוני | Pan Biotech GmbH | P04-16500 | |
| תוסף ציטוקינים אנושי רקומביננטי; StemSpan CC100 Stemcell | Technologies | 2690 | |
| מדיום הרחבת תאים המטופויאטיים ללא סרום; StemSpan H3000 | Stemcell Technologies | 9800 | |
| Streptavidin MagneSphere חלקיקים פרמגנטיים | Promega Corporation | Z5481 | |
| Trypan Blue | solution Sigma-Aldrich GmbH | T8154 | 0.4 |
| UltraPure EDTA | Thermo Fisher Scientific | 15575020 | 0.5 מ'; pH 8.0 |
| ZEN2011 תוכנה | Carl Zeiss Jena GmbH | ||
| NanoDrop 1000 ספקטרופוטומטר | תרמו פישר מדעי | ||
| Sonorex RK 100 SH אמבט מים סוניקט | בנדלין אלקטרוני | פלט נומינלי קולי: 80 וואט; תדר אולטרסאונד: 35 קילוהרץ |
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.