Impianto di hiPSC-derivato del muscolo cardiaco patch dopo lesione del miocardio in un modello della cavia
Summary
Qui presentiamo un protocollo per l’induzione di cryoinjury ventricolare sinistra seguita dall’impianto di una patch di muscolo cardiaco, derivata da cardiomiociti iPS-cellula umana in un modello della cavia.
Abstract
A causa della capacità limitata rigenerazione del cuore nei mammiferi adulti, infarto del miocardio provoca una perdita irreversibile dei cardiomiociti. Questa perdita di rilevanti quantità di muscolo cardiaco massa può condurre a guasto di cuore. Oltre a trapianto del cuore, non esiste alcuna opzione di trattamento curativo per l’infarto di stadio finale. In tempi di carenza di donatori di organi, le modalità di trattamento indipendente di organo sono necessari. Dispositivi di assistenza ventricolare sinistra sono un’opzione di terapia promettente, tuttavia, soprattutto come terapia di destinazione, limitata dai suoi effetti collaterali come colpo, infezioni ed emorragie. Negli ultimi anni, sono state studiate diverse strategie di riparazione cardiaca tra cui iniezione di cellule staminali, progenitori cardiaci o ingegneria del tessuto del miocardio. Recenti miglioramenti nella biologia cellulare consentono la differenziazione di grandi quantità di cardiomiociti derivati da cellule staminali umane pluripotenti indotte (iPSC). Una delle strategie di riparazione cardiaca attualmente in corso di valutazione è quello del trapianto di tessuto cardiaco artificiale. Tessuto cardiaco ingegnerizzato (EHT) è una rete tridimensionale del cardiomyocyte creato in vitro, con proprietà funzionali del tessuto cardiaco nativo. Abbiamo creato EHT-patches da cardiomiociti hiPSC derivato. Qui presentiamo un protocollo per l’induzione di cryoinjury del miocardio ventricolare sinistro in una cavia, seguita da impianto di hiPSC derivati EHT sulla parete ventricolare sinistra.
Introduction
Il numero di pazienti con insufficienza cardiaca è in aumento nella nostra popolazione di invecchiamento. Per l’infarto di stadio finale, trapianto orthotopic del cuore è l’opzione di solo trattamento curativo. Tuttavia, specialmente nei paesi europei, c’è una crescente carenza di donatori di organi. Di conseguenza, le opzioni alternative di trattamento sono necessari. Recenti risultati in supporto circolatorio meccanico sono promettenti, ma soprattutto a lungo termine eseguire, limitato dai suoi effetti collaterali come emorragie, trombosi pompa e le complicazioni contagiose1.
La capacità di rigenerazione endogena del cuore umano adulto è estremamente limitata. Di conseguenza, terapie di rigenerazione cardiaca potrebbero diventare un’opzione terapeutica alternativa per stadio finale insufficienza cardiaca i pazienti2,3. Diverse tecniche tra cui iniezione basata su cellule staminali delle cellule o tessuti ingegneria approcci sono stati descritti3,4,5.
Cellule staminali umane pluripotenti indotte (hiPSC), come pure le cellule staminali embrionali umane (hESC) possono essere differenziati in modo efficace a spontaneamente battendo cardiomyocytes umano6, che è stato un risultato importante nel campo di cardiaco rigenerativa terapie.
Per sostituire il miocardio dopo un infarto miocardico e migliorare la funzione di un cuore di venire a mancare, la sopravvivenza di un numero adeguato di cardiomiociti e loro accoppiamento meccanico ed elettrico con cuore Natale è essenziale. Per studiare il potenziale delle terapie rigenerative cardiache con cardiomiociti su cellule umane iPS, è necessario un modello di ricerca adatto. Il modello ideale dovrebbe essere conveniente e hanno una fisiologia umana-come ed elettrofisiologia. Grandi modelli animali come maiali sarebbe l’ideale da questo punto di vista, tuttavia, tali esperimenti sono molto costosi e grandi quantità di cardiomiociti sarebbe necessario sostituire un numero rilevante di cardiomiociti per vedere gli effetti sulla sinistra ventricolare funzione in un modello di infarto di maiale.
Per rispondere a domande elementari biologiche verso rigenerazione cardiaca basati su cellule umane, ad esempio, la sopravvivenza delle cellule, vascolarizzazione e accoppiamento elettrico, modelli animali piccoli sono più adatti. Da disponibili modelli animali piccoli, la cavia è la specie più utile, rispetto ai ratti e topi, come loro elettrofisiologia assomiglia più da vicino la situazione in esseri umani7. In questo modello di cavia, abbiamo indotto un cryoinjury transmurale del ventricolo sinistro. Una settimana dopo l’induzione dell’infarto miocardico l’impianto di un tridimensionale, spontaneamente battendo fianchi-cellule derivate del cardiomyocyte zona è stata effettuata. Sopravvivenza delle cellule del cardiomyocyte è stata valutata 28 giorni dopo l’impianto da esame istologico.
Protocol
Representative Results
Discussion
Una varietà di modelli animali di piccole dimensioni sono disponibili per studiare l’effetto che esercita il trapianto di cellule cuori feriti9,10,11. Abbiamo scelto un modello della cavia a causa di tutti gli animali piccoli modelli sua (electro) fisiologia assomiglia più molto attentamente a quello degli esseri umani. I vantaggi di piccoli modelli animali sono semplice alloggio, costi gestibili e pochi dipendenti. Confronto …
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Nessun finanziamento è stato ricevuto per questo studio
Materials
| Ventilator (VetFlo Dual Mode) | Kent Scientific | ||
| Forene | abbvie | 1000009819 | |
| Carprofen | Zoetis | 256692 | |
| Atropin | Braun | PZN 00648037 | |
| Buprenorphin | Sigma | ||
| Metal stamp | |||
| Electric soldering iron | Claytools | ||
| 3-0 prolene suture | Ethicon | ||
| 4-0 prolene suture | Ethicon | 662SLH | |
| 5-0 prolene suture | Ethicon | 8710H | |
| 8-0 prolene suture | Ethicon | 8841H | |
| Tungsten Carbide Scissor | FST | No. 14568-12 | |
| Stainless sterilization Container | FST | No. 20890-51 | |
| Graefe Forceps | FST | No.11652-10 | |
| Extra fine Graefe Forceps | FST | No.11150-10 | |
| Forceps | FST | No. 11022-15 | |
| Halsted- Mosquito | FST | No. 13009-12 | |
| Forceps | FST | No.13003-10 | |
| Baby Mixter | FST | No. 13013-14 | |
| Needle holder (Castroviejo with Tungsten Casbide Jaws) | FST | No. 12565-14 | |
| Needle Holder (Halsey) | FST | No. 12501-13 | |
| Alm Retractor with Blumt Teeth | FST | No. 17008-07 | |
| Spring Scissor | FST | No. 15000-00 | |
| Compress 5×5 | Fink + Walter | PZN 08821417 | |
| Venflon Pro Safety | Becton Dickinson | PZN11123964 | |
| Cautery High Temp 2" | Bovie Medical Corporation | 0100607151011055 |
References
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