Выделение клеток первичного клапана человека для моделирования заболеваний in vitro

Rolando A. Cuevas; Claire C. Chu; William J. Moorhead III; Ryan Wong; Ibrahim Sultan; Cynthia St. Hilaire

doi:10.3791/62439

Для просмотра этого контента требуется подписка на JoVE. Войдите или начните свой бесплатный пробный период.

Методическая статья

Выделение клеток первичного клапана человека для моделирования заболеваний in vitro

3.1K просмотров

⸱

DOI:

10.3791/62439

⸱

16 апреля 2021 г.

Rolando A. Cuevas¹ , Claire C. Chu¹ , William J. Moorhead III¹ , Ryan Wong¹ , Ibrahim Sultan² , Cynthia St. Hilaire¹^,³

¹Division of Cardiology, Department of Medicine, and the Pittsburgh Heart, Lung, and Blood Vascular Medicine Institute, University of Pittsburgh, ²Division of Cardiac Surgery, Department of Cardiothoracic Surgery, University of Pittsburgh and Heart and Vascular Institute, University of Pittsburgh Medical Center, ³Department of Bioengineering, University of Pittsburgh

В этой статье

Краткое содержание

Этот протокол описывает коллекцию аортальных клапанов человека, извлеченных во время хирургических процедур замены аортального клапана или из трупной ткани, и последующую изоляцию, расширение и характеристику специфических для пациента эндотелиальных и интерстициальных клеток первичного клапана. Включены важные детали, касающиеся процессов, необходимых для обеспечения жизнеспособности клеток и специфичности фенотипа.

Аннотация

Заболевание кальцифицированного аортального клапана (CAVD) присутствует почти у трети пожилого населения. Утолщение, жесткость и кальцификация аортального клапана вызывает стеноз аорты и способствует сердечной недостаточности и инсульту. Патогенез заболевания является многофакторным, и такие стрессы, как воспаление, ремоделирование внеклеточного матрикса, турбулентное течение, а также механическое напряжение и деформация способствуют остеогенной дифференцировке эндотелиальных и клапанных интерстициальных клеток. Однако точные инициирующие факторы, которые управляют остеогенным переходом здоровой клетки в кальцифицирующую клетку, не полностью определены. Кроме того, единственной текущей терапией для CAVD-индуцированного аортального стеноза является замена аортального клапана, при которой нативный клапан удаляется (хирургическая замена аортального клапана, SAVR) или полностью складной замещающий клапан вводится через катетер (транскатетерная замена аортального клапана, TAVR). Эти хирургические процедуры сопряжены с высокой стоимостью и сопряжены с серьезными рисками; таким образом, определение новых терапевтических мишеней для открытия лекарств является обязательным. С этой целью настоящее исследование разрабатывает рабочий процесс, в котором хирургически удаленные ткани пациентов и донорские трупные ткани используются для создания специфических для пациента первичных линий клапанных клеток для моделирования заболеваний in vitro. Этот протокол вводит использование раствора холодного хранения, обычно используемого при трансплантации органов, для уменьшения ущерба, вызванного часто длительным временем закупок между иссечением ткани и лабораторной обработкой с пользой для значительной стабилизации клеток иссеченной ткани. Результаты настоящего исследования показывают, что изолированные клетки клапана сохраняют свою пролиферативную способность и эндотелиальные и интерстициальные фенотипы в культуре в течение нескольких дней после удаления клапана у донора. Использование этих материалов позволяет собирать контрольные и CAVD-клетки, из которых устанавливаются как контрольные, так и болезнетворные клеточные линии.

Введение

Заболевание кальцифицированного аортального клапана (CAVD) является хронической патологией, характеризующейся воспалением, фиброзом и макрокальцификацией листочков аортального клапана. Прогрессирующее ремоделирование и кальцификация листочков (так называемый склероз аорты) может привести к обструкции кровотока (аортальный стеноз), что способствует инсульту и приводит к сердечной недостаточности. В настоящее время единственным методом лечения CAVD является хирургическая или транскатетерная замена аортального клапана (SAVR и TAVR соответственно). Не существует нехирургического варианта остановить или обратить вспять прогрессирование CAVD, и без замены клапана показатели....