Ziekte van Crohn (CD) is een gemeenschappelijk chronische ontstekingsziekte van de kleine en grote darmen en wordt beschouwd als het resultaat zijn van een ongepaste reactie van het immuunsysteem van de gastheer intestinale microben7,8. Recente studies hebben aangetoond dat zowel menselijke als lymfkliertest mesenchymale stamcellen (MSCs) ontsteking in muismodellen van darmontstekingen1,,3,,4,5kunt onderdrukken. Er zijn meerdere lopende klinische proeven die gebruikmaken van menselijke MSCs afgeleid van beenmerg of adipeus weefsel voor de behandeling van patiënten met inflammatoire darmziekte (IBD), waarin CD9. Twee routes voor MSC therapie zijn gebruikt in deze klinische tests: een gaat de systemische infusie (dat wil zeggen, intraveneus) van MSCs voor luminal IBD (inclusief CD), en anderzijds impliceert de gelokaliseerde toepassing/injectie van stamcellen in de fistel darmkanaal van patiënten met perianal CD. In een recente meta-analyse van MSC therapie voor IBD, systemische (dat wil zeggen, intraveneuze) MSC therapie voor luminal IBD (inclusief CD) is doeltreffend bij maximaal 40% (95% CI: 7-79%) van de patiënten, terwijl de werkzaamheid veel hoger, op 61 was % (95% CI: 36-85%), wanneer de MSCs lokaal waren in de zieke CD fistel9geïnjecteerd. Een recente fase III multicentrische gerandomiseerde placebo-gecontroleerde trial van allogene obesitas stamcellen geïnjecteerd rechtstreeks in de perianal fistel van CD patiënten toonde statistisch significante klinische en radiologische bewijs van perianal fistulae genezing, bevestigen de bevindingen van de meta-analyse-10. De redenen voor de lage werkzaamheid van MSC therapie intraveneus gegeven voor luminal CD onvoldoende is onderzocht kan, maar één reden de ontoereikende homing van MSCs op de site van ontsteking. Lymfkliertest studies in modellen van Colon ontsteking hebben aangetoond dat slechts een klein percentage van de MSCs (1-5%) intraveneus geïnjecteerd bereiken de ontstoken darm; de resterende MSCs worden gefilterd door de longen (first-pass effect)1,2 ,5,11,12. Meerdere lymfkliertest onderzoeken hebben daarom de intraperitoneaal route (i.p.) gebruikt voor MSC beheer in diermodellen voor colitis4. Zij hebben echter ook aangetoond dat slechts een klein deel van de cellen bereiken en engraft van de dikke darm en dat de werkzaamheid is gerelateerd aan de secretie van oplosbare paracrine factoren, zoals Tumornecrosefactor-afleidbare gene 6 protein (TSG-6)2. Het MSC-mechanisme van immuunsuppressie en genezing impliceert een meervoudige aanpak waarbij paracrine; cel nabijheid-onafhankelijke factoren, zoals de GTS-6; en cel nabijheid-afhankelijke factoren, zoals geprogrammeerd dood-ligand 1 (PD-L1); of gekartelde 1. Daarom, MSC lokalisatie naar de site van ontsteking kan resulteren in hogere werkzaamheid9,13. In feite, toonde een recente studie dat MSCs direct ingeplant op de site van Colon schade geleid tot genezing door afscheidende angiogenese-bevordering van vasculaire endotheliale groeifactor (VEGF). Aan de andere kant, is een minimale genezend effect na intraveneuze injectie5geconstateerd. Het vergroten van hun lokalisatie naar de site van ontsteking (dat wil zeggen, de dunne darm in SAMP muizen), werd deze echografie-geleide intracardiac injectietechniek voor MSC toediening in het linkerventrikel ontwikkeld. Image-guided injectie garandeert een nauwkeurige injectie, die leidt tot een hoger tarief van succes en daalde naar morbiditeit en mortaliteit. Bovendien, de injectie van MSCs in het linkerventrikel aflevert arteriële circulatie, waar ze de ontstoken dunne darm voordat steeds gevangen in de longen kunnen bereiken.
In deze studie, werden menselijke beenmerg-afgeleide MSCs (hMSCs) gebruikt voor injectie in het SAMP-1/YitFc (SAMP) lymfkliertest model van CD14. SAMP is een goed gekarakteriseerd spontane lymfkliertest model van chronische ontsteking die kleine-intestinale ontsteking met bijna 100% doordringendheid14ontwikkelt. De ontsteking ontwikkelt in reactie op de microflora in het ontbreken van elke chemische, immunologische en genetische manipulatie en veel overeenkomsten vertoont met menselijke CD11. Geslacht en leeftijd-zoekwoorden ontsteking-vrije AKR/J (AKR) muizen, de muizen ouderlijk toezicht voor SAMP, werden gebruikt in deze studie.
De hMSCs waren geïsoleerd en uitgebreid in het laboratorium van het beenmerg (BM) monsters van normale, niet-geïdentificeerde donors verlangde nadat geïnformeerde toestemming gebruik gevalideerd en eerder gepubliceerd protocollen15,16. Na isolatie en expansie, de mogelijkheid van de MSC in osteogenic, adipogenic, en chondrogenic differentiatie in het laboratorium door meerdere testen15werd geëvalueerd. De osteogenic functionele test werd uitgevoerd door het implanteren van keramische kubussen van hydroxyapatiet/tricalciumfosfaat fosfaat matrix met hMSCs subcutaan van immuungecompromitteerde CB17-Prkdc SCID muizen17. De kubus assay toont osteogenesis en potentiële chondrogenesis en wordt beschouwd als de ultieme test voor het beoordelen van individuele MSC preparaten17. Om te visualiseren hMSCs in vivo na injectie, was lentivirus gewend transduce hMSCs met drievoudige reporter gene constructie die uit de firefly luciferase (fl), monomere rood fluorescerende eiwitten (mRFP) en herpes simplex virale thymidinekinase (ttk bestaat ), aangedreven door een gewijzigde myeloproliferatieve Sarcoom virus (mnd) promotor18. De firefly luciferase in de triple verslaggever is een enzym dat luciferine zet ingespoten om oxyluciferine in hMSCs en fotonen/wit licht produceert. Dit wordt gedetecteerd door de gevoelige charge - coupled apparaat (CCD) camera (bioluminescentie) in een in vivo optisch imaging systeem, waardoor de visualisatie van levende hMSCs bij muizen. Bioluminescentie imaging (BLI) is een gevoelige techniek die serieel kan worden gebruikt voor het bijhouden van de cellen en voor ex vivo analyse. Het gebruik van een sterke mnd promotor rijdt de continue uitdrukking voor de triple fusion reporter gene construct en zorgt voor de beeldvorming van geïnjecteerd hMSCs voor meer dan 16 weken19. De hMSCs zijn moeilijk te transduce en hebben een lage transductie rendement. Met behulp van een geoptimaliseerde protocol, de efficiëntie van de transductie hMSCs werd verbeterd en de expressie transgenic verbeterde18was. Met behulp van mRFP expressie (een van de triple reporter genen) op stroom cytometry, werd de mogelijkheid om transduce van hMSCs met een hoge efficiëntie tot 83% aangetoond. Differentiatie testen en in vivo kubus vitrotests aangetoond dat het vermogen van de getransduceerde hMSCs om te differentiëren in de chondrocyten, adipocytes en osteocytes17.