Wstrzyknięcie dosercowe pod kontrolą ultradźwięków ludzkich mezenchymalnych komórek macierzystych w celu zwiększenia naprowadzania do jelita do stosowania w mysich modelach eksperymentalnych chorób zapalnych jelit

Maneesh Dave; Paola Menghini; Keiki Sugi; Rodrigo A. Somoza; Zhenghong Lee; Mukesh Jain; Arnold Caplan; Fabio Cominelli

doi:10.3791/55367

Subskrypcja JoVE jest wymagana do oglądania tego materiału. Zaloguj się lub rozpocznij bezpłatny okres próbny.

Artykuł metodologiczny

Wstrzyknięcie dosercowe pod kontrolą ultradźwięków ludzkich mezenchymalnych komórek macierzystych w celu zwiększenia naprowadzania do jelita do stosowania w mysich modelach eksperymentalnych chorób zapalnych jelit

12K wyświetleń

⸱

DOI:

10.3791/55367

⸱

1 września 2017

Maneesh Dave¹ , Paola Menghini¹ , Keiki Sugi²^,³ , Rodrigo A. Somoza⁵ , Zhenghong Lee⁴ , Mukesh Jain²^,³ , Arnold Caplan⁵ , Fabio Cominelli¹

¹Division of Gastroenterology and Liver Disease, University Hospitals, Digestive Health Research Institute, Case Western Reserve University, ²Case Cardiovascular Research Institute, School of Medicine, Case Western Reserve University, ³Department of Medicine, Harrington Discovery Institute, Harrington Heart and Vascular Institute, University Hospitals Case Medical Center, ⁴Department of Radiology, University Hospitals Case Medical Center, ⁵Department of Biology - Skeletal Research Center, Case Western Reserve University

W tym artykule

Podsumowanie

Mysie badania na modelach zapalenia jelita grubego wykazały, że niewielki procent (1 - 5%) mezenchymalnych komórek macierzystych (MSC) wstrzykniętych dożylnie lub dootrzewnowo do miejsca zapalnego jelita grubego¹^,². Badanie to pokazuje, że dosercowe wstrzyknięcia MSC pod kontrolą USG powodują zwiększoną lokalizację w jelicie.

Streszczenie

Choroba Leśniowskiego-Crohna (CD) jest powszechną przewlekłą chorobą zapalną jelita cienkiego i grubego. Mysie i ludzkie mezenchymalne komórki macierzyste (MSC) mają potencjał immunosupresyjny i wykazano, że hamują stan zapalny w mysich modelach zapalenia jelit, mimo że droga podania może ograniczać ich naprowadzanie i skuteczność ^1,³^,⁴^,⁵. Miejscowe zastosowanie MSCs w modelach uszkodzeń okrężnicy wykazało większą skuteczność w łagodzeniu stanu zapalnego w okrężnicy. Istnieje jednak niedostatek danych na temat technik zwiększających lokalizację MSC pochodzących z ludzkiego szpiku kostnego (hMSC) w jelicie cienkim, miejscu zapalenia w modelu SAMP-1/YitFc (SAMP) eksperymentalnej choroby Leśniowskiego-Crohna. W pracy opisano nowatorską technikę dosercowego wstrzykiwania hMSC pod kontrolą USG myszom SAMP – dobrze scharakteryzowanego spontanicznego modelu przewlekłego zapalenia jelit. Jako grupę kontrolną użyto myszy AKR/J (AKR) dopasowane pod względem płci i wieku, wolne od stanu zapalnego. Aby przeanalizować biodystrybucję i lokalizację, hMSC transdukowano lentiwirusem zawierającym potrójny reporter. Potrójny reporter składał się z lucyferazy świetlików (fl), do obrazowania bioluminescencyjnego; monomeryczne białko czerwonej fluorescencji (MRFP) do sortowania komórek; oraz kinazę tymidynową wirusa opryszczki pospolitej (TTK), do obrazowania pozytonowej tomografii emisyjnej (PET). Wyniki tego badania pokazują, że 24 godziny po podaniu dosercowym hMSC lokalizują się w jelicie cienkim myszy SAMP w przeciwieństwie do myszy AKR wolnych od stanu zapalnego. To nowatorskie, sterowane ultradźwiękami wstrzyknięcie hMSC do lewej komory myszy SAMP zapewnia wysoki wskaźnik powodzenia dostarczania komórek, umożliwiając szybki powrót do zdrowia myszy przy minimalnej zachorowalności i śmiertelności. Technika ta może być użyteczną metodą dla zwiększonej lokalizacji MSCs w innych modelach zapalenia jelita cienkiego, takich jak TNFΔRE⁶. Przyszłe badania określą, czy zwiększona lokalizacja hMSC przez dostarczanie dotętnicze może prowadzić do zwiększenia skuteczności terapeutycznej.

Wprowadzenie

Choroba Leśniowskiego-Crohna (CD) jest powszechną przewlekłą chorobą zapalną jelita cienkiego i grubego i uważa się, że wynika z niewłaściwej reakcji układu odpornościowego gospodarza na drobnoustroje jelitowe7^,⁸. Ostatnie badania wykazały, że zarówno mysie, jak i ludzkie mezenchymalne komórki macierzyste (MSC) mogą tłumić stan zapalny w mysich modelach zapalenia jelit¹^,³^,⁴^,⁵. Prowadzonych jest wiele badań klinicznych, w których wykorzystuje się ludzkie MSCs pochodzące ze szpiku kost....