Name: Strategie przeszczepu komórek macierzystych w celu przywrócenia dysfunkcji poznawczych spowodowanych radioterapią czaszki (Wideo) | JoVE Journal
Uploaded: 2011-10-18T12:00:00.000+00:00
Duration: 11 min 24 s
Description: Poznaj metodę przeszczepu komórek macierzystych do hipokampu szczurów po radioterapii czaszki. Technika ta umożliwia badanie migracji komórek i potencjalne przywrócenie funkcji poznawczych po napromieniowaniu.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

Praca ta była wspierana przez grant NIH NINDS R01 NS074388 581 (C.L. Limoli), grant California Institute for Regenerative Medicine (CIRM) RS1-00413 (C.L.L.), grant szkoleniowy CIRM TG2- 0115 (M.M.A.) oraz grant CIRM przyznany JoVE na wsparcie dokumentacji wideo.

<ol><li>Acharya, M. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Consequences+of+ionizing+radiation-induced+damage+in+human+neural+stem+cells%5BTitle%5D)+AND+%22Free.+Radic.+Biol.+Med%22%5BJournal%5D)">Consequences of ionizing radiation-induced damage in human neural stem cells.</a> Free. Radic. Biol. Med. , (2010).</li>
<li>Acharya, M. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Rescue+of+radiation-induced+cognitive+impairment+through+cranial+transplantation+of+human+embryonic+stem+cells%5BTitle%5D)+AND+%22Proc.+Natl.+Acad.+Sci.+U.+S.+A%22%5BJournal%5D)">Rescue of radiation-induced cognitive impairment through cranial transplantation of human embryonic stem cells.</a> Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 106, 19150-19155 (2009).</li>
<li>Khan, F. M. Ch. 11. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aBoyer%2C+A+%22Treatment+planning+in+Radiation+Oncology%22">Treatment planning in Radiation Oncology</a>. , Lippincott Williams & Wilkins. (2007).</li>
<li>Lawson, J. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Intracranial+application+of+IMRT+based+radiosurgery+to+treat+multiple+or+large+irregular+lesions+and+verification+of+infra-red+frameless+localization+system%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Neurooncol%22%5BJournal%5D)">Intracranial application of IMRT based radiosurgery to treat multiple or large irregular lesions and verification of infra-red frameless localization system.</a> J. Neurooncol. 97, 59-66 (2010).</li>
<li>Ling, C. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Commissioning+and+quality+assurance+of+RapidArc+radiotherapy+delivery+system%5BTitle%5D)+AND+%22Int.+J.+Radiat.+Oncol.+Biol.+Phys%22%5BJournal%5D)">Commissioning and quality assurance of RapidArc radiotherapy delivery system.</a> Int. J. Radiat. Oncol. Biol. Phys. 72, 575-581 (2008).</li>
<li>Otto, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Volumetric+modulated+arc+therapy%3A+IMRT+in+a+single+gantry+arc%5BTitle%5D)+AND+%22Med.+Phys%22%5BJournal%5D)">Volumetric modulated arc therapy: IMRT in a single gantry arc.</a> Med. Phys. 35, 310-317 (2008).</li>
<li>Paxinos, G. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aPaxinos%2C+G+%22The+Rat+Brain+in+stereotaxic+coordinates%22">The Rat Brain in stereotaxic coordinates</a>. , 6th edn, Elsevier. (2007).</li>
<li>Hess, D. C., Borlongan, C. V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cell-based+therapy+in+ischemic+stroke%5BTitle%5D)+AND+%22Expert.+Rev.+Neurother%22%5BJournal%5D)">Cell-based therapy in ischemic stroke.</a> Expert. Rev. Neurother. 8, 1193-1201 (2008).</li>
<li>Hefferan, M. P., Johe, K., Feldman, E. L., Lunn, J. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Optimization+of+immunosuppressive+therapy+for+spinal+grafting+of+human+spinal+stem+cells+in+a+rat+model+of+ALS%5BTitle%5D)+AND+%22Cell.+Transplant%22%5BJournal%5D)">Optimization of immunosuppressive therapy for spinal grafting of human spinal stem cells in a rat model of ALS.</a> Cell. Transplant. , (2011).</li>
</ol>

Nie zadeklarowano żadnych konfliktów interesów.

Prowadzonych jest wiele badań nad wieloma sposobami klinicznego wykorzystania komórek macierzystych w celu przywrócenia prawidłowych funkcji uszkodzonym, starzejącym się i chorobym tkankom8. Ostateczna realizacja tych wysiłków będzie wymagała szczegółowego zrozumienia zachowania przeszczepionych komórek w unikalnych mikrośrodowiskach, które różnią się od nieuszkodzonej, prawidłowej tkanki. Nasze prace wykazały, że w obrębie napromieniowanego łoża tkankowego, wszczepione w obszar czaszki NSC mogą funkcjonalnie przywrócić funkcje poznawcze, przeżywając, migrując i różnicując się w kierunku linii neuronalnych i glejowych2. Obecnie nie jest jasne, w jaki dokładnie sposób komórki te pośredniczą w powrocie funkcji poznawczych, ale zależy to od przeprowadzenia serii starannie kontrolowanych procedur eksperymentalnych w sposób powtarzalny. Szczegółowo opisaliśmy tutaj te kluczowe procedury w celu przyspieszenia potencjału translacyjnego terapii komórkami macierzystymi w łagodzeniu niekorzystnych efektów poznawczych związanych z klinicznym leczeniem raka mózgu i innych postaci nowotworów. Poniżej wyróżniono dodatkowe kwestie, które mogą mieć istotny wpływ na jakość danych.
Terapie oparte na transplantacji wykorzystują komórki macierzyste jako kluczowy odczynnik, w związku z czym należy zachować szczególną staranność w celu właściwej charakterystyki kultur, utrzymania sterylności oraz stosowania dopasowanych numerów pasaży w celu zapewnienia wiarygodności wyników. Przeszczepione ludzkie komórki macierzyste zostały znakowane BrdU przed operacją, aby umożliwić ich śledzenie in vivo. W naszych warunkach eksperymentalnych przeszczepione NSCs nie ulegały intensywnej proliferacji, dzięki czemu rozcieńczenie znacznika BrdU nie stanowiło problemu. Alternatywnie, przeszczepione ludzkie komórki macierzyste można odróżnić od komórek gospodarza poprzez immunobarwienie na markery specyficzne dla ludzi, takie jak białko macierzy jądrowej (h-NUC lub hNUMA)9 lub ludzki specyficzny antygen jądrowy (HuNu)2. Ludzkie komórki macierzyste można również znakować różnymi markerami fluorescencyjnymi, aby ułatwić ich identyfikację w mózgu gospodarza.
Precyzyjne określenie parametrów napromieniowania definiuje techniki dostarczania dokładnej dawki, a opisane tutaj procedury modelują aktualne praktyki kliniczne w radioterapii onkologicznej. Kluczowe jest również powtarzalne przeszczepianie komórek macierzystych do mózgu, co osiąga się przy użyciu cyfrowego instrumentu stereotaktycznego. Możliwość precyzyjnej mikromanipulacji mikrosstrzykawką podczas implantacji komórek macierzystych w małych strukturach mózgu, takich jak hipokamp, znacząco redukuje błąd ludzki. Przy użyciu tego aparatu NSC zostały przeszczepione w czterech różnych miejscach, obejmujących obszary od przedniej do tylnej części hipokampa szczura. Współrzędne grzbietowo-brzuszne (DV) określono na podstawie doświadczeń z beztymusowymi szczurami nago (ATN) w taki sposób, aby procedury chirurgiczne nie spowodowały uszkodzenia formacji hipokampa2. Przekrój czołowy mózgu szczura ukazuje kluczowe struktury formacji hipokampa, w tym zakręt zębaty (DG), wzgórze zakrętu zębatego (DH) oraz podpola CA1 i CA3 (Rys. 8). Przeszczepione NSC, wprowadzone grzbietowo wzdłuż widocznego toru igły (Nt, czerwona linia), są widoczne jako ciemno barwiące się (brązowe) komórki zdeponowane w miejscu uwolnienia przeszczepu (Tr) tuż poniżej ciała modzelowatego (CC), które następnie migrują wzdłuż osi przegrodowo-skroniowej hipokampa.

<table><tbody><tr><td>Cyfrowy instrument stereotaktyczny z uchwytami do uszu 45&amp;deg; i 18&amp;deg;</td><td>Zestaw chirurgiczny do transplantacji czaszkowej</td><td>Leica Microsystems</td><td>39463501</td><td>Przydatne akcesoria: Stolik z podgrzewaczem i regulowanym źródłem prądu (do utrzymania temperatury ciała podczas operacji)</td></tr></tbody></table>

strategie transplantacji komórek macierzystych w celu przywrócenia funkcji poznawczych upośledzonych przez radioterapię czaszki

Stem Cell Transplantation Strategies for the Restoration of Cognitive Dysfunction Caused by Cranial Radiotherapy

Radioterapia często stanowi jedyne rozwiązanie kliniczne dla osób cierpiących na pierwotne lub przerzutne guzy mózgu. Mimo swoich zalet, napromieniowanie czaszki może wywołać postępujący i wyniszczający spadek funkcji poznawczych, który może być częściowo spowodowany wyczerpaniem zasobów neuralnych komórek macierzystych. Biorąc pod uwagę zwiększoną przeżywalność pacjentów z diagnozą raka mózgu, jakość życia w zakresie zdrowia poznawczego stała się coraz większą kwestią nurtującą lekarzy, szczególnie w obliczu braku satysfakcjonujących metod leczenia długoterminowego.
Aby rozwiązać ten poważny problem zdrowotny, zastosowaliśmy zastępowanie komórek macierzystymi jako strategię walki z indukowanym promieniowaniem pogorszeniem funkcji poznawczych. W naszym modelu wykorzystano szczury naga atymiczne poddane napromieniowaniu czaszki. Promieniowanie jonizujące jest dostarczane w formie napromieniowania całego mózgu lub jako silnie skupiona wiązka skierowana do hipokampa poprzez linucho astereotaktyczna radiochirurgia z wykorzystaniem akceleratora liniowego (LINAC). Dwa dni po napromieniowaniu do hipokampa stereotaktycznie przeszczepiono ludzkie neurony macierzyste (hNSCs). Następnie, 1 i 4 miesiące po napromieniowaniu, oceniano u szczurów zmiany w funkcjach poznawczych, przeżywalność przeszczepionych komórek oraz ekspresję markerów specyficznych dla różnicowania. Nasze paradygmaty testów poznawczych wykazały, że zwierzęta z przeszczepionymi hNSCs wykazują znaczną poprawę funkcji poznawczych. Nieobciążona stereologia ujawniła znaczną przeżywalność (10-40%) przeszczepionych komórek w 1. i 4. miesiącu po transplantacji, w zależności od ilości i rodzaju przeszczepionych komórek. Przeszczepione komórki migrują w szerokim zakresie, różnicują się w kierunku linii glejowych i neuronalnych oraz wykazują ekspresję szeregu niedojrzałych i dojrzałych markerów fenotypowych.
Nasze dane wykazują bezpośrednie korzyści poznawcze wynikające z przeszczepienia ludzkich komórek macierzystych, co sugeruje, że procedura ta może w przyszłości stanowić obiecującą strategię długoterminowej funkcjonalnej regeneracji funkcji poznawczych u osób poddanych radioterapii czaszki. Aby ułatwić rozpowszechnianie kluczowych procedur niezbędnych do powtórzenia i rozszerzenia naszych badań, przygotowaliśmy pisemną i wizualną dokumentację kilku kluczowych etapów naszego planu doświadczalnego, ze szczególnym uwzględnieniem stereotaktycznej radiocyrurgii oraz transplantacji.

Pacjenci z guzami mózgu rutynowo poddawani są radioterapii czaszki, a choć metoda ta jest korzystna, często prowadzi do wyniszczających zaburzeń poznawczych. Ten poważny, nierozwiązany problem nie ma obecnie żadnego klinicznego lekarstwa, co skłoniło nas do podjęcia wysiłków w celu opracowania terapii opartych na komórkach macierzystych w celu przywrócenia funkcji poznawczych upośledzonych przez promieniowanie.

Strategie transplantacji komórek macierzystych w celu przywrócenia funkcji poznawczych upośledzonych przez radioterapię czaszki

Radioterapia często stanowi jedyną dostępną klinicznie metodę leczenia osób cierpiących na pierwotne lub przerzutowe guzy mózgu. Mimo że irradiacja czaszki jest korzystna...

Ogólnym celem następnego eksperymentu jest powtarzalne przeszczepienie komórek macierzystych do hipokampa. Najpierw szczury atymiczne są poddawane stereotaktycznej radioterapii, co symuluje procesy zachodzące podczas klinicznego leczenia raka mózgu. W laboratorium hodowane są ludzkie neuralne komórki macierzyste do przeszczepienia; do leczenia jednego szczura zazwyczaj wymagany jest 1 milion komórek.Dwa dni po napromieniowaniu komórki macierzyste są powoli wstrzykiwane do hipokampa w precyzyjnie określonym miejscu. Ostatecznie protokół ten obrazuje migrację przeszczepionych komórek macierzystych w obrębie całego hipokampa. Pomysł na te metodologie pojawił się u mnie, gdy zacząłem rozważać perspektywy wykorzystania komórek macierzystych do odwrócenia zahamowania neurogenezy po napromieniowaniu czaszki. Zazwyczaj osoby stosujące tę metodę napotykają trudności, ponieważ hodowla komórek macierzystych nie jest trywialna i wymaga codziennej uwagi oraz pielęgnacji w warunkach wzrostu wolnych od antybiotyków.Wizualna demonstracja tej procedury wyjaśni proces kliniczny stosowany w rekonstrukcji obrazów w celu precyzyjnego napromieniowania niewielkich, dobrze zdefiniowanych obszarów mózgu. Procedurę napromieniowania zaprezentuje dr Dante Rowa, profesor kliniczny z mojego oddziału. Przygotowanie komórek macierzystych zademonstrują panie Mary Land i Catherine Tran, technicy w moim laboratorium, natomiast dr Muja, stażysta postdoctoral, zaprezentuje procedury niezbędne do transplantacji.W celu dokładnego pozycjonowania zwierząt przed zabiegiem wykorzystujemy oprogramowanie do radioterapii sterowanej obrazem, a w celu ukierunkowanego napromieniowania przy minimalnym uszkodzeniu pozostałych części mózgu stosujemy radioterapię modulowaną. 24 godziny po badaniu MRI, należy wykonać kolejny obraz przekrojowy, umieszczając zsedowanego zwierzę w tomografie komputerowym (CT) stosowanym w radioterapii onkologicznej. Szczura należy umieścić w tej samej pozycji, co podczas badania MRI, a aparat CT ustawić tak, aby zeskanować obszar czaszki w celu wygenerowania danych do planowania leczenia CT.Należy wykonać 106 obrazów CT o grubości warstwy 0,8 mm. Następnie dane obrazowe MRI i CT należy przenieść do oprogramowania do planowania leczenia Eclipse. Za pomocą programu Eclipse należy przeprowadzić fuzję danych MRI i CT w oparciu o anatomię kostną oraz dopasowanie tkanek miękkich.Jest to etap o zmiennym czasie trwania i w zależności od jakości obrazu proces ten może zająć od jednej do trzech godzin. Po uzyskaniu satysfakcjonującej fuzji obrazów, należy wyznaczyć kontury obszarów docelowych do naświetlania oraz sąsiadujących organów krytycznych. Naświetlanie może zostać przeprowadzone w obrębie całego mózgu lub ograniczone do konkretnych obszarów objętościowych, takich jak poszczególne hipokampy.Kontury dostarczają nie tylko informacji o lokalizacji tych organów, ale także danych o ich objętości, które będą kluczowe dla dopasowania rozkładu dawki. Aby dostosować rozkład dawki, należy wprowadzić informacje dotyczące dawki docelowej, konformalności dawki oraz ograniczeń dawki dla organów krytycznych w oknie optymalizacji dawki w programie Eclipse.Po wygenerowaniu planu system Eclipse dostarcza obliczoną dawkę nałożoną na obrazy osiowe, czołowe i strzałkowe, a także w formacie histogramu dawka-objętość. Na tym etapie należy ocenić plan, aby ustalić, czy nadaje się on do realizacji, czy wymaga poprawy. Aby rozpocząć proces napromieniania, umieść sedowanego szczura pod papierowym kocem, aby utrzymać jego ciepłotę ciała.Po kilku minutach umieść szczura na stole zabiegowym akceleratora liniowego do radioterapii, przykrywając go kocem, ale pozostawiając czaszkę odsłoniętą. Upewnij się, że zwierzę znajduje się w tej samej pozycji, w której było podczas wykonywania skanu CT. Krok ten jest krytyczny dla zapewnienia dokładności podawania dawki.Następnie, przy użyciu wbudowanego systemu obrazowania w liniowym akceleratorze radioterapii, wykonaj ortogonalne zdjęcia rentgenowskie zsedowanych szczurów, zarejestruj te obrazy względem zestawu obrazów referencyjnych dostarczonych przez program Eclipse, a następnie wprowadź niezbędne korekty pozycji w celu prawidłowego wyrównania obrazów. Wykonaj napromienianie dawką 10 Gy, stosując plan IMRT z sześcioma polami dla pojedynczego hipokampa oraz plan RapidArc z dwoma łukami dla napromieniania obu hipokampów. Po zakończeniu naświetlania przenieś zwierzę z sali zabiegowej i pozwól mu dojść do siebie w ogrzewanej klatce regeneracyjnej.W celu przygotowania do operacji należy użyć strzyżarki elektrycznej, aby usunąć sierść z głowy znieczulonego szczura A TN. Obszar wygolony należy oczyścić poprzez wielokrotne aplikacje jodyny i 70% etanolu, pracując w komorze z laminarnym przepływem powietrza. Należy przygotować instrumenty stereotaktyczne, wiertarkę mikromolarną, sterylizator suchego ciepła oraz kontrolery.Podczas operacji należy utrzymać ciepłotę ciała zwierzęcia, umieszczając je na podgrzewanej powierzchni. Przed zabiegiem oraz w jego trakcie należy nosić sterylne rękawiczki, spryskane 70% etanolem. Sprzęt chirurgiczny jest przechowywany w dedykowanej komorze z laminarnym przepływem powietrza.Aby zachować warunki aseptyczne, przykryj zwierzę małą chustą chirurgiczną w taki sposób, aby odsłonięta pozostała jedynie głowa. Stabilnie unieruchom głowę zwierzęcia w aparacie stereotaktycznym, wprowadzając pręty uszne do przewodów słuchowych zewnętrznych. Zachowaj szczególną ostrożność podczas wsuwania końcówki pręta usznego do kanału słuchowego.Umieść poprzeczkę do siekaczy, zahaczając o górne siekacze szczura i dopasowując wysokość poprzeczki do standardowego punktu odniesienia. Następnie dokręć zacisk nosowy. Wycentruj pozycję głowy pomiędzy prętami usznymi przy minimalnym ruchu bocznym, aby osiągnąć zero stereotaktyczne.Po ustawieniu zwierzęcia w odpowiedniej pozycji, należy nałożyć smarującą maść do oczu, aby zapobiec ich wysychaniu. Maść należy nałożyć ponownie w trakcie operacji. Za pomocą sterylnego skalpela wykonaj dwucentymetrowe nacięcie skóry w linii środkowej wzdłuż skóry głowy.Oczyść obszar za pomocą sterylnego aplikatora z patyczkiem bawełnianym. Następnie wprowadź retraktor do preparowania, aby rozsunąć okostną. W przypadku wystąpienia krwawienia wywrzyj silny ucisk na ten obszar.Używając aplikatora z bawełnianą końcówką nasączonego 1% nadtlenkiem wodoru, usuń tkanki miękkie pokrywające czaszkę, aż do momentu, gdy widoczne staną się szwy bgma i lambda. Najtrudniejszym aspektem zabiegu stereotaktycznego jest precyzyjne ustawienie głowy zwierzęcia w aparacie stereotaktycznym. Aby zaznaczyć dokładne współrzędne stereotaktyczne na czaszce zwierzęcia, należy skorzystać z atlasu mózgu szczura w celu określenia precyzyjnych współrzędnych stereotaktycznych, przyjmując bgma jako punkt odniesienia. W niniejszym badaniu transplantacja komórek macierzystych jest przeprowadzana w czterech różnych miejscach, wykorzystując następujące współrzędne stereotaktyczne do wyznaczenia punktów na czaszce; najpierw zidentyfikuj bgma.Następnie wykonaj zerowanie. Wyzeruj wszystkie trzy współrzędne na cyfrowym kontrolerze wyświetlacza. Po wyzerowaniu użyj wcześniej określonych współrzędnych, aby zlokalizować miejsca transplantacji i zaznaczyć je markerem o cienkiej końcówce przymocowanym do uchwytu sondy na ramie.Za pomocą wiertarki wykonaj otwory o średnicy 0,35 mm w czaszce w każdym z zaznaczonych miejsc. Należy zachować ostrożność, aby nie uszkodzić opony twardej. W przypadku wystąpienia krwawienia podczas wiercenia, należy zastosować silny ucisk za pomocą aplikatora z bawełnianym końcem.Zwierzę jest teraz gotowe do transplantacji. Ludzkie komórki macierzyste tkanki nerwowej wykorzystywane do przeszczepu powinny zostać przygotowane wcześniej i przechowywane w lodzie do momentu użycia. Po przygotowaniu, napełnij mikrosyringę Hamiltona o pojemności 5 µL z igłą 30G zawiesiną komórkową.Przymocuj napełnioną strzykawkę do niewielkiego uchwytu sondy w aparacie stereotaksycznym. Po przesunięciu w odpowiednią pozycję ostrożnie wprowadź końcówkę igły przez otwór w czaszce, aż dotrze ona do powierzchni mózgu. Wyzeruj współrzędną DV na cyfrowym kontrolerze wyświetlacza, a następnie delikatnie wprowadź igłę na pożądaną głębokość.Pozostaw igłę w miejscu przez jedną minutę. Po tym czasie wstrzyknij komórki z prędkością 0,25 µL na minutę, aż do osiągnięcia całkowitej objętości 1 µL. Pozostaw igłę w miejscu przez osiem minut przed jej wycofaniem, aby zapobiec refluksowi kapilarnemu wstrzykniętej zawartości z powrotem przez kanał igły; powoli wycofaj igłę z miejsca transplantacji z prędkością 0,5 mm na minutę.Powtórz tę procedurę dla pozostałych miejsc transplantacji. Po zakończeniu iniekcji zdejmij retraktor skóry i za pomocą pęsety stępionej ostrożnie naciągnij skórę z powrotem na czaszkę. Zamknij ranę, stosując od czterech do pięciu sterylnych klipsów ze stali nierdzewnej po zabiegu.Umieść zwierzę w ogrzewanej klatce i monitoruj jego rekonwalescencję. Miesiąc po transplantacji pobrano przekroje próbek mózgu i barwiono je BRDU w celu wykrycia przeszczepionych NSCS oraz barwiono kontrastowo hematyną. Tor igły, reprezentowany tutaj przez czerwoną linię, wskazuje trajektorię wstrzyknięcia, w wyniku którego NSCS zostały zdeponowane w miejscu uwolnienia przeszczepu oznaczonym jako TR.W tym przypadku przeszczepione NSCS wykazały rozległą migrację z obszarów ciałam psi kostnym oraz CA1 do zakrętu zębatego i obszarów CA3 hipokampa. Istotne jest, aby pozyskany zestaw obrazów MRI został precyzyjnie dopasowany do odpowiadającego mu zestawu obrazów CT. Prawidłowa fuzja obrazów jest kluczowa dla identyfikacji i późniejszego konturowania obszarów hipokampa przed procedurą terapeutyczną; należy wykonać ortogonalne obrazy rentgenowskie, aby upewnić się, że zwierzę jest precyzyjnie ustawione. Aby zapewnić sukces transplantacji, przez cały czas należy utrzymywać sterylne środowisko chirurgiczne.Precyzyjnie ustaw współrzędne w systemie Mark Otax i powoli wycofuj mikrosyringę po iniekcji, aby zapobiec cofaniu się płynu. Po obejrzeniu tego filmu powinni Państwo posiadać solidną wiedzę na temat przeprowadzania klinicznie istotnej procedury radiacyjnej z wykorzystaniem wybranego modelu zwierzęcego oraz sposobu chirurgicznego przeszczepiania komórek macierzystych do precyzyjnie określonego obszaru mózgu.

stem-cell-transplantation-strategies-for-restoration-cognitive

Research

JoVE Journal

Medicine

Medycyna

Strategie przeszczepu komórek macierzystych w celu przywrócenia dysfunkcji poznawczych spowodowanych radioterapią czaszki

Transplantacja prekursorów neuronalnych jest obiecującą strategią ochrony i/lub zastępowania utraconych lub dysfunkcyjnych szyjnych neuronów ruchowych nerwu przeponowego w przypadku urazów rdzenia kręgowego (SCI) oraz w przebiegu stwardnienia bocznego zanikowego (ALS), będącego chorobą neuronów ruchowych. Przedstawiamy protokół dostarczania komórek do przedniego rogu szyjnego rdzenia kręgowego w gryzoniach w modelach ALS i SCI.

Wewnątrzrdzeniowa transplantacja komórek w celu ukierunkowania na przednie rogi rdzenia kręgowego w odcinku szyjnym w stwardnieniu bocznym zanikowym i urazowym uszkodzeniu rdzenia kręgowego

Upośledzenie poznawcze wynikające z radioterapii guzów mózgu stanowi klinicznie trudny do leczenia stan, który negatywnie wpływa na jakość życia. Zdolność do krytycznej oceny potencjalnych interwencji mających na celu złagodzenie wywołanych promieniowaniem deficytów poznawczych zależy w ostateczności od możliwości przeprowadzenia rygorystycznych ilościowych ocen funkcji poznawczych.

Kwantyfikacja upośledzenia funkcji poznawczych spowodowanego radioterapią czaszki

Źródło: Furmanski, O., et al. Kontrolowany model wpływu kory mózgowej uszkodzenia mózgu myszy z terapeutycznym przeszczepem ludzkich pluripotencjalnych komórek nerwowych pochodzących z komórek macierzystych. J. Vis. Exp. (2019 rok)W tym filmie indukowane przez człowieka pluripotencjalne komórki nerwowe pochodzące z komórek macierzystych są stereotaktycznie wstrzykiwane do granicy istoty szarej i istoty białej kory głębokiej w mysim modelu urazowego uszkodzenia mózgu. Przeszczepione komórki...

Stereotaktyczny przeszczep zawiesiny komórek nerwowych myszy z urazowym uszkodzeniem mózgu

Komórki macierzyste są obiecującymi nośnikami terapeutycznymi w leczeniu guzów mózgu ze względu na ich wewnętrzny tropizm nowotworowy. Nieinwazyjne donosowe podawanie komórek macierzystych omija barierę krew-mózg i wykazuje duży potencjał w zakresie translacji klinicznej. W artykule podsumowano podstawowe zasady podawania donosowych komórek macierzystych w mysim modelu glejaka.

Donosowe podawanie terapeutycznych komórek macierzystych do glejaka w modelu mysim

Terapeutyczne mezenchymalne komórki macierzyste (MSC) są obiecujące jako metoda leczenia inwazyjnego glejaka. Optymalna transplantacja polega na dostarczeniu MSCs do jamy resekcji guza na rusztowaniach. W tym miejscu przedstawiono techniki przedkliniczne do badania leczenia glejaka wielopostaciowego MSC, w tym: resekcja guza pod kontrolą obrazu; wszczepianie rusztowań z nasionami MSC; i śledzenie terapii pooperacyjnej.

Resekcja glejaka wielopostaciowego pod kontrolą obrazu i wewnątrzczaszkowa implantacja terapeutycznych rusztowań wysiewanych komórkami macierzystymi

Tutaj prezentujemy protokół przygotowania i stereotaktycznego podawania allogenicznych ludzkich limfocytów u myszy z niedoborem odporności z ortotopowymi ludzkimi pierwotnymi guzami mózgu. Badanie to dostarcza dowodów na słuszność koncepcji zarówno wykonalności, jak i skuteczności przeciwnowotworowej immunoterapii komórkowych dostarczanych do mózgu.

Stereotaktyczny transfer adoptywny cytotoksycznych komórek odpornościowych w mysich modelach ortotopowego ludzkiego glejaka wielopostaciowego ksenoprzeszczepów

Ten protokół demonstruje metodologie dla mysiego modelu urazowego mózgu z otwartą czaszką i przeszczepu hodowanych ludzkich pluripotencjalnych komórek macierzystych do miejsca urazu. W skrócie opisano również testy behawioralne i histologiczne wyników tych procedur.

Kontrolowany model wpływu kory mózgowej uszkodzenia mózgu myszy z terapeutycznym przeszczepem ludzkich pluripotencjalnych komórek nerwowych pochodzących z komórek macierzystych

Opisujemy intraparenchymalne przeszczepienie ludzkich nerwowych komórek progenitorowych transdukowanych podwójnym wektorem reporterowym wyrażającym lucyferazy-zielone białko fluorescencyjne (GFP) w mózgu myszy. Po przeszczepie sygnał lucyferazy jest wielokrotnie mierzony za pomocą bioluminescencji in vivo i przeszczepionych komórek wykazujących ekspresję GFP, identyfikowanych w sekcjach mózgu za pomocą mikroskopii fluorescencyjnej.

Przeszczep domózgowy i śledzenie bioluminescencji in vivo ludzkich nerwowych komórek progenitorowych w mózgu myszy

Guzy ośrodkowego układu nerwowego (OUN) są główną przyczyną zgonów związanych z rakiem u dzieci, a lokoregionalne terapie immunologiczne są coraz częściej testowane dla pacjentów w badaniach klinicznych. Protokół ten opisuje metody lokoregionalnej implantacji kaniuli u myszy w celu przedklinicznej oceny infuzji immunoterapeutycznych ukierunkowanych na guzy OUN.

Implantacja kaniuli wewnątrzczaszkowej do seryjnych infuzji limfocytów T lokoregionalnego receptora chimerycznego antygenu (CAR) u myszy

To badanie przedstawia nowatorski protokół przezczaszkowej stymulacji prądem stałym (tDCS) w połączeniu ze stymulacją poznawczą w celu rozwiązania problemu pourazowego zaniedbania połowiczno-przestrzennego. Wstępne dane uzyskane od pacjenta pilotażowego zapewniają wykonalność procedury i sugerują potencjalną skuteczność, stanowiąc podstawę dla przyszłego, równoległego, potrójnie ślepego, kontrolowanego badania klinicznego.

Randomizowane, potrójnie ślepe i równolegle kontrolowane badanie przezczaszkowej stymulacji prądem stałym w rehabilitacji poznawczej po udarze mózgu

Poznaj metodę przeszczepu komórek macierzystych do hipokampu szczurów po radioterapii czaszki. Technika ta umożliwia badanie migracji komórek i potencjalne przywrócenie funkcji poznawczych po napromieniowaniu.

Strategie transplantacji komórek macierzystych w celu przywrócenia funkcji poznawczych upośledzonych przez radioterapię czaszki

Przeglądaj więcej filmów