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Articolo metodologico

Decellularizzazione per la preparazione di matrici cutanee acellulari umane altamente conservate per la medicina rigenerativa

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DOI:

10.3791/62935

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8 settembre 2021

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* These authors contributed equally

In questo articolo

Sommario

La pelle umana decellularizzata è adatta per la rigenerazione dei tessuti. Uno dei principali problemi della decellularizzazione è la conservazione dell'architettura nativa, insieme al contenuto appropriato di proteine strutturali, glicosaminoglicani (GAG) e fattori di crescita. Il metodo proposto consente una decellularizzazione rapida ed efficace, producendo una pelle decellularizzata con caratteristiche native ben conservate.

Abstract

La matrice extracellulare (ECM) fornisce stimoli biofisici e biochimici per supportare l'auto-rinnovamento, la proliferazione, la sopravvivenza e la differenziazione delle cellule circostanti grazie al suo contenuto di diverse molecole bioattive. Grazie a queste caratteristiche, la ECM è stata recentemente considerata un candidato promettente per la creazione di scaffold biologici per aumentare la rigenerazione dei tessuti. Studi emergenti hanno dimostrato che i tessuti umani decellularizzati potrebbero assomigliare alla ECM nativa nei loro profili strutturali e biochimici, preservando l'architettura tridimensionale (3D) e il contenuto di molecole biologiche fondamentali. Pertanto, la MEC decellularizzata può essere impiegata per promuovere il rimodellamento, la riparazione e la ricostruzione funzionale dei tessuti di molti organi. La selezione della procedura di decellularizzazione appropriata è fondamentale per ottenere tessuti acellulari che mantengano le caratteristiche del microambiente ideale per le cellule.

Il protocollo qui descritto fornisce una descrizione dettagliata passo dopo passo del metodo di decellularizzazione per ottenere una ECM biologica libera da cellule riproducibile ed efficace. I frammenti di pelle dei pazienti sottoposti a chirurgia plastica sono stati ridimensionati e decellularizzati utilizzando una combinazione di dodecilsolfato di sodio (SDS), Triton X-100 e antibiotici. Per favorire il trasporto regolare e omogeneo della soluzione attraverso i campioni, questi sono stati racchiusi in cassette di inclusione per garantire la protezione dagli insulti meccanici. Dopo la procedura di decellularizzazione, il colore bianco come la neve dei frammenti di pelle indicava una decellularizzazione completa e riuscita. Inoltre, i campioni decellularizzati hanno mostrato un'architettura intatta e ben conservata. I risultati suggeriscono che il metodo di decellularizzazione proposto era efficace, veloce e riproducibile e proteggeva i campioni dai danni architettonici.

Introduzione

La MEC funge da impalcatura per le cellule, sostenendole attraverso un'intricata architettura mantenuta da diversi componenti, ed è uno dei principali fattori responsabili delle proprietà meccaniche del cuore e della funzione del tessuto cardiaco 1,2. Prove crescenti suggeriscono che la MEC svolge un ruolo attivo nel rimodellamento dei tessuti, rendendo obsoleta l'ipotesi convenzionale che la MEC sia un componente passivo 3,4,5,6. Il ruolo della MEC ....

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Protocollo

I campioni di tessuto umano sono stati raccolti secondo i principi della Dichiarazione di Helsinki e osservando le linee guida dell'Ospedale Universitario "Federico II". Tutti i pazienti coinvolti in questo studio hanno fornito moduli di consenso scritti.

1. Preparazione delle soluzioni

  1. Preparazione di 1200 mL di soluzione decellularizzante all'1%
    1. Preparare 600 mL di soluzione Triton X-100 al 2% misurando 588 mL di acqua bidistillata in un cilindro graduato e trasferendolo in un becher da 1 L. Utilizzando una pipetta sierologica, aggiungere 12 mL di Triton X-100 e un'ancoretta di cottu....

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Risultati

Lo scopo del protocollo era quello di ottenere un campione di d-ECM cutanea da tessuto biologico, mantenendo una struttura 3D ben organizzata e un contenuto di molecole biologiche ben conservato (Figura 1). Questo metodo si basa principalmente sull'agitazione costante dei campioni in una soluzione contenente la combinazione di due detergenti, Triton X-100 e SDS, preservando così le caratteristiche biologiche e strutturali tipiche del tessuto nativo e riducen.......

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Discussione

Sebbene il protocollo sopra descritto sia stato ottimizzato e migliorato rispetto ai protocolli pubblicati in precedenza, presenta alcuni passaggi critici che richiedono attenzione e precisione. La formazione di schiuma deve essere evitata durante la preparazione della soluzione decellularizzante per evitare un'errata diluizione dei detergenti. Questo problema potrebbe essere risolto versando delicatamente le soluzioni e facendole scorrere lungo il lato interno del cilindro. Inoltre, è n.......

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Dichiarazioni

Gli autori non hanno conflitti di interesse da rivelare.

Materiali

Elenco dei materiali utilizzati in questo articolo
NomeAziendaNumero di catalogoCommenti
0,9% NaCl isotonico Soluzione fisiologicaSigma-AldrichS87760,9% in acqua
Becher da 1 LVWR511-0318Pulire e sterilizzare in autoclave prima dell'uso
Pipetta sierologica da 10 mLFalcon357551Piastre sterili, in polistirene
100 mmFalcon351029Piastra per colture cellulari sterili trattate
Provette sterili da 15 mLFalcon352097Provette sterili per centrifuga, polipropilene
1 L cilindro graduatoVWR612-1524Pulire e sterilizzare in autoclave prima dell'uso
Flacone da 2 LVWR215-1596Pulire e sterilizzare in autoclave prima dell'uso
Pipetta sierologica da 25 mLFalcon357525Sterile,  polistirene
Cilindro graduatoVWR612-3072Pulire e autoclave prima dell'uso
becher da 500 mLVWR511-0317Pulire e sterilizzare in autoclave prima dell'uso
Amfotericina BSigma-AldrichY0000005Tavola
da dissezioneVWR100498-398Realizzato in polietilene ad alta densità.
Bisturi da dissezioneVWR233-5526Cassette per inclusione sterili e monouso
Diapath070191Dimensioni esterne: 40x26x7 mm (LxPxA)
Pinze finiVWR232-1317Pulire e sterilizzare in autoclave prima dell'uso
ImbutoVWR221-1861Pulire e sterilizzare in autoclave prima dell'uso
Barche di pesatura esagonali taglia MSigma-AldrichZ708585Esagonale, polistirolo, 51 mm D.I. inferiore, 64 mm D.I.
Barche di pesatura esagonali taglia SSigma-AldrichZ708577Esagonale, polistirolo, 25 mm Diametro interno inferiore, 38 mm Diametro interno superiore
Forbici chirurgiche grandiVWR233-1211Pulire e sterilizzare in autoclave prima dell'uso
Pinza lungaVWR232-0096Pulire e sterilizzare in autoclave prima dell'uso
Penicillina e streptomicinaSigma-AldrichP4333-100mlStabilizzato, con 10.000 unità di penicillina e 10 mg di streptomicina/mL, 0,1 μ m filtrato. Negozio a -20 gradi C. La soluzione  deve essere aliquotato in volumi di lavoro più piccoli per evitare ripetuti cicli di congelamento/disgelo Soluzione.
Pistola pipettaEppendorf613-2795Eppendorf Easypet® 3
Vassoio in plasticaVWRBELAH162620000Vassoio in plastica polipropilene resistente alla corrosione
Cloruro di potassioSigma-AldrichP9333in polvere
Fosfato di potassio monobasicoSigma-AldrichP5665
Cloruro di sodioSigma-AldrichS7653Polvere
di sodio dodecil solfatoSigma-Aldrich62862Polvere
di fosfato di sodio bibasicoSigma-Aldrich94046Spatola in polvere
VWRRSGA038.210Pulire e sterilizzare in autoclave prima dell'uso
CucchiaioVWR231-1314Pulire e sterilizzare in autoclave prima dell'uso
Barra di agitazioneVWR442-0362Pulire e autoclave prima dell'uso
Ancoretta recuperatriceVWR89026-262Stampato in PTFE puro, approvato dalla FDA
Triton X-100Sigma-Aldrich9002-93-1Liquido
da in polvere superiore: , , , , , , , , in polvere,

Riferimenti

  1. Daley, W. P., Peters, S. B., Larsen, M. Extracellular matrix dynamics in development and regenerative medicine. Journal of Cell Science. 121 (3), 255-264 (2008).
  2. Lu, P., Takai, K., Weaver, V. M., Werb, Z. Extracellular matrix degrad....

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