Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
Click here for the English version

Medicine

Intramyokarial transplantasjon av MSC-lasting injiserbare hydrogeler etter hjerteinfarkt i en Murine-modell

Published: September 20, 2020 doi: 10.3791/61752

Summary

Stamcellebasert terapi har dukket opp som en effektiv strategi for å reparere skadet hjertevev etter hjerteinfarkt. Vi tilbyr en optimal in vivo søknad for stamcelletransplantasjon ved hjelp av gelatin hydrogels som er i stand til å være enzymatisk krysskoblet.

Abstract

En av de store problemene overfor dagens hjerte stamcellebehandling for å forebygge postinfarkt hjertesvikt er lav retensjon og overlevelse av transplanterte celler i det skadede myokardiet, som begrenser deres terapeutiske effekt. Nylig har bruken av stillasbiomaterialer fått oppmerksomhet for å forbedre og maksimere stamcellebehandling. Målet med denne protokollen er å innføre en enkel og grei teknikk for å transplantere benmargsavledede mesenchymale stamceller (MSCer) ved hjelp av injiserbare hydroksyfenylpropionsyre (GH) hydrogeler; hydrogelene er gunstige som en celleleveringsplattform for hjertevevsteknikk på grunn av deres evne til å være krysskoblet in situ og høy biokompatibilitet. Vi presenterer en enkel metode for å fremstille MSC-lasting GH hydrogels (MSC / hydrogels) og evaluere deres overlevelse og spredning i tredimensjonal (3D) in vitro kultur. I tillegg demonstrerer vi en teknikk for intramyokarial transplantasjon av MSC/hydrogeler hos mus, som beskriver en kirurgisk prosedyre for å indusere hjerteinfarkt (MI) via venstre fremre synkende (LAD) koronar ligation og påfølgende MSC / hydrogels transplantasjon.

Introduction

Hjertestamcelleterapi har dukket opp som en potensiell tilnærming for hjerteinfarkt reparasjon og regenerering1,2. Til tross for de siste positive resultatene i dyremodeller og kliniske studier, er anvendelsen av stamcellebasert terapi for hjerteinfarkt reparasjon begrenset på grunn av lav oppbevaring og dårlig overlevelse av injiserte celler ved det infarcted hjertevev3,4. Som et resultat har bruk av cellebasert vevsteknikk, inkludert injiserbarebiomaterialer 5,hjertepatcher6og celleark7,blitt intensivt studert for å forbedre celleretensjon og integrering i verts myokardiet.

Blant de ulike potensielle tilnærmingene til bioingeniør hjertevev reparasjon, injiserbare hydrogeler kombinert med passende celletyper, for eksempel mesenchymal stamceller (MSCs), embryonale stamceller (ESCer), og indusert pluripotente stamceller (iPSCs), er et attraktivt alternativ for effektivt å levere celler i hjerteinfarktregioner 8,9. Gelatin, en velkjent naturlig polymer, kan brukes som en injiserbar matrise på grunn av sin store biokompatibilitet, betydelig biologisk nedbrytbarhet og redusert immunogenitet sammenlignet med et bredt spekter av biomaterialer som brukes i biomedisinske applikasjoner. Selv om gelatinbaserte injiserbare plattformer har stort potensial, forblir deres anvendelighet in vivo begrenset basert på deres lave mekaniske stivhet og enkel nedbrytbarhet i det fysiologiske miljøet.

For å overvinne disse begrensningene, har en roman og enkel design av gelatinbaserte hydrogeler bestående av hydroksyfenylpropionsyre blitt foreslått for in vivo-applikasjoner. Gelatin-hydroksyfenylpropionsyre (GH) konjugater kan kryss-koblet in situ i nærvær av et enzym, pepperrot peroxidase (HRP), og deretter innkapsle ulike legemidler, biomolekyler, eller celler i hydrogel, noe som tyder på stort potensial i vev engineering applikasjoner10,11,12,13,14. I tillegg har vi nylig undersøkt de terapeutiske effektene av GH hydrogels som inneholder innkapslede MSCer og demonstrert deres bruk i vellykket hjertereparasjon og regenerering etter MI i en murine modell15. I denne protokollen beskriver vi en enkel teknikk for innkapsling og in vitro tredimensjonal (3D) spredning av MSCer innen GH hydrogels. Vi introduserer også en kirurgisk prosedyre designet for å generere en murine MI-modell via koronarligation og intramyokarial transplantasjon av MSC-lasting GH hydrogels inn i det infarcted hjertet.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

Alle dyreforskningsprosedyrer ble gitt i samsvar med Laboratory Animals Welfare Act, Guide for care and use of Laboratory Animals og retningslinjer og retningslinjer for gnagereksperimenter levert av Institutional Animal Care and Use Committee (IACUC) i School of Medicine of The Catholic University of Korea.

1. Fremstilling av MSCer og injiserbare gelatinhydrogeler

  1. Kultur MSCer i en 100 mm kulturrett ved 37 °C og 5 % CO2. Når MSCs vekst når 80% samløpet, vask parabolen to ganger med DPBS og tilsett 1 ml trypsin-erstatning ved 37 ° C i 3 min.
    MERK: MsCer ble isolert fra murine benmarg etter konvensjonelle prosedyrer16, dyrket i Dulbecco's Modified Eagle's Medium (DMEM) som inneholder 10% fosterbovin serum (FBS) og 1% antibiotika-antimykotisk løsning, og brukes mellom passasje 7 \u20129 for denne studien.
  2. Tilsett 9 ml kulturmedium og sentrifuge ved 500 x g i 3 min. Deretter kaster du den resulterende supernatanten, gjenbruker cellene i 1 ml PBS, og opprettholder cellesuspensjonen på is.
  3. Fortynn 10 μL cellefjæring med 10 μL Trypan blå og få cellekonsentrasjonen ved hjelp av en automatisert celleteller.
  4. Gjenoppst.
  5. Forbered en 6,25 wt% av GH konjugatløsning i PBS og separer i 2 hetteglass. Bland deretter GH-løsningene med enten 6 μg/ml HRP (GH-løsning A) eller 0,07 wt % av H2O2 (GH-løsning B).
    MERK: Klargjør gelatin-hydroksyfenylpropionsyre (GH) konjugerer i henhold til publiserteprotokoller 12,15.
    1. Hold et volumetrisk forhold mellom GH-konjugat til HRP (GH løsning A) og GH konjugatløsning til H2O2 (GH-løsning B).
  6. Før du blander MSCene med GH-løsning A, sentrifuger du kort cellefjæringen ved 1000 x g og aspirer forsiktig den resulterende supernatanten. Deretter blander du pelleten som inneholder MSCer med GH-løsning A.

2. In situ MSC-lasting og tredimensjonal in vitro kultur

  1. Last GH-oppløsning A (som inneholder MSCer) og GH-oppløsning B i hver side av en dobbel sprøyte. Plate 300 μL av de kombinerte GH-løsningene med MSCer med en endelig tetthet på 5 x 106 celler/ml på et åttebrønns kammersklie.
  2. Etter in situ hydrogeldannelse og påfølgende MSC-innkapsling via enzymatisk krysskobling, tilsett 700 μL DMEM som inneholder 10 % FBS og 1 % antibiotika-antimykotisk oppløsning.
  3. Inkuber lysbildet ved 37 °C og 5 % CO2 og erstatt kulturmediet hver 2.-plass hver 2.-plass i 20123.

3. Bekreftelse av in vitro spredning og overlevelse av MSCer innenfor GH hydrogeler

  1. For å fastslå levedyktigheten til 3D-kultiverte MSCer innen GH-hydrogeler, bruk en levende / død cellefargingsanalyse etter den forhåndsbestemte inkubasjonstiden.
  2. Etter inkubasjon av innkapslede MSCer i GH hydrogels i 3, 5, 7 eller 14 dager, aspirere mediet og vaske brønnen to ganger med PBS.
  3. Forbered en fargeløsning som inneholder 5 μL kalcein AM og 20 μL ethidium homodimer-1 (EthD-1) i 10 ml DPBS.
  4. Tilsett 200 μL av fargeløsningen til brønnen og inkuber i 30 minutter i mørket ved romtemperatur.
  5. Aspirer fargeløsningen og vask brønnen to ganger med PBS.
  6. Skill kammeret forsiktig fra lysbildet og plasser en full dekkslipp over GH hydrogelene. Bruk en konfokal mikroskopi til å visualisere graden av spredning og morfologiske endringer av innkapslede MSCer.
    MERK: Fluorescerende bilder ble kjøpt under 200x forstørrelse og avbildet ved eksitasjon / utslipp bølgelengder på 470/540 nm for calcein og 516/607 nm for EthD-1.

4. Induksjon av hjerteinfarkt hos mus

  1. Bedøve 7 uker gamle hann C57BL/6 mus (20\u201222 g) med intraperitoneal injeksjon av en blanding av Zoletil (30 mg/kg) og Rompun (10 mg/kg) i saltvann.
  2. Før operasjonen, depilate musebrystet ved hjelp av hårfjerning krem og sterilisere huden med jod.
  3. Plasser musen på et operasjonsbord og intubate ved å sette et kateter inn i luftrøret for å gi ekstra oksygen via mekanisk ventilasjon.
  4. Skjær forsiktig gjennom huden ved hjelp av kirurgisk saks og trer deretter inn i interkostalrommuskulaturen med mikrosaks. Skill andre og tredje venstre ribbe ved hjelp av en 5-0 silkesutur for å opprettholde et åpent brysthulrom.
  5. Kning forsiktig den venstre fremre synkende (LAD) koronararterien ved hjelp av en nåleholder med en 8-0 polypropylen sutur og kutte suturen ved hjelp av elektrocautery.
  6. Vær oppmerksom på en umiddelbar fargeendring i den fremre venstre ventrikulære veggen.

5. Intramyokarial transplantasjon av MSC-lasting GH hydrogeler

  1. Etter å ha indusert hjerteinfarkt ved LAD ligation, injisere 10 μL MSC-lasting GH løsninger i to forskjellige punkter på infarkt grensen sone (totalt: 2 x 105 MSCs/20 μL) ved hjelp av en dual-sprøyte utstyrt med en 26G nål.
    1. Etter samme prosedyre som er beskrevet i trinn 1, klargjør og overfører MSC-lasting GH-løsninger til en dobbel sprøyte.
      MERK: For å vurdere engraftmentet av MSC-lasting gh hydrogeler innenfor det infarcted området, msCs og GH konjugater var forhåndsmerket med PHK26 og fluorescein isothiocyanat (FITC), henholdsvis.
  2. Gjenopprett det åpnede brysthulen og lukk muskler og hud ved hjelp av 5-0-suturer.
    MERK: Før brystlukkingen må luften fjernes med en katetersprøyte.
  3. Fjern trakealrøret og legg musen i et bur under en infrarød lampe under gjenoppretting.
  4. For postoperativ analgesi, administrer subkutane Ketoprofen injeksjoner (5 mg/kg per dag) i minst 72 timer. Alle mus bør overvåkes nøye for et passende tidspunkt for å sikre riktig gjenoppretting etter kirurgiske prosedyrer samt tilstrekkelig smertebehandling.

6. Ekkokardiografi

  1. Fire uker etter transplantasjon, først bedøve musen med 5% isofluran og deretter justere isofluran konsentrasjonen til 1%.
  2. Depilate brystet ved hjelp av hårfjerning krem og plassere musen på en varmepute. Påfør ultralyd transdusergel på brystet.
  3. Få todimensjonale parasternale korte aksevisninger og registrer M-modussporinger på nivået av papillær muskel.
    MERK: Plasser en lineær matrisetransduser (7\u201215 MHz) i venstre parasternallinje og se de anatomiske strukturene.
  4. Mål tilsvarende linjer for LVAW, LVID og LVPW for å oppnå hjerteveggtykkelse, kammerdimensjon og fraksjonell forkortelse.
    MERK: Sammenlign hjertefunksjon, inkludert ejeksjonsfraksjonen (EF), fraksjonell forkortelse (FS) og endesypatisk volum (ESV) på nivået av papillær muskel for å sikre riktig vurdering på samme anatomiske plassering.

7. Histologisk evaluering

  1. På forhåndsbestemt tid etter transplantasjon av MSC-lasting GH hydrogels inn i det ufarcted hjertet, euthanize musen i et CO2 kammer og samle hjertet for histologisk analyse15.
  2. For hematoksylin og eosin (H&E) og Massons trichrome (MT) farging, fikse dissekert hjertevev i 4% paraformaldehyd (PFA) og innebygging i parafin. Deretter kutter parafin-innebygde hjerteblokker i 4 μm serielle seksjoner ved hjelp av en mikrotom og flekker seksjonene med MT-flekk i henhold tilstandardprotokoller 17.
  3. Hent bilder på en lysbildeskanner ved 20x forstørrelse og beregn den infarktstørrelsen på behandlingsgruppene.
    Infarktstørrelse (%) = total infarktomkrets / total LV-omkrets x 100
  4. Beregn begge omkretsene etter måling av midtlinjelengde. For LV mellomlinjeomkretser måler du midtlinjelengdene mellom endokardiale og epikariske overflater. For midline infarkt omkrets, måle lengden på infarkt inkludert mer enn 50 % av hele tykkelsen av myokardiet18.
    MERK: Alle bildeanalyser ble utført ved hjelp av ImageJ-programvaren.
  5. Mål veggtykkelsen på arret på papillære muskelnivåer.
  6. Beregn brøkdelen av kollagenområdet.
    Kollagenområde (%) = totalt areal for interstitiell fibrose/myocyteområde x 100

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

For effektivt å levere MSCer til det infarktede myokardiet, ble MSC-lasting in situ kryss-linkable hydrogeler beskrevet i figur 1 brukt i denne protokollen. Før in vivotransplantasjon ble spredning og overlevelse av MSCer i GH-hydrogeler bekreftet av en 3D in vitro live/dead cell staining analyse (live: grønn; død: rød). Som vist i figur 2viste representative bilder tilstrekkelig spredning av mscer, som viser forgrenede nettverk i GH-hydrogeler. I tillegg ble en omfattende flercellet 3D-struktur av MSCer tydelig observert på dag 14, noe som indikerer at GH-hydrogeler kunne gi et riktig mikromiljø for de innkapslede cellene.

Etter induksjon av MI via LAD ligation, MSC-lasting GH hydrogeler ble intramyocardially transplantert inn i peri-infarkt områder (Figur 3A). Som vist i figur 3Bble MSC-ene og gelen på en hensiktsmessig måte opprettholdt i den ufarcted regionen. MsCer, farget med PHK26 (rød), var godt integrert i GH hydrogels, farget med FITC (grønn), presentere vellykket engraftment og oppbevaring i de uunnfarende hjerter for in vivo søknad.

For å verifisere de terapeutiske effektene av MSC-lasting GH hydrogels i en murine MI-modell, ble endringene i hjertefunksjon og struktur evaluert ved ekkokardiografi og histologisk analyse på dag 28 etter transplantasjon og sammenlignet mellom de ulike behandlingsgruppene. Den representative ekkokardiografien viste forbedrede hjertefunksjoner, inkludert FS, EF og ESV, i den MSC/gelbehandlede gruppen sammenlignet med de andre gruppene (figur 4). I tillegg viste histologisk analyse mindre fibrose, tykkere infarktede vegger og en mindre infarktstørrelse i MSC/gelbehandlet gruppe enn i de andre gruppene, noe som indikerer at denne protokollen bidro til gunstige effekter ved å betydelig dempe LV-ombygging (figur 5).

Figure 1
Figur 1: Ordningen med prosessen for å forbedre stamcelleretensjon og engraftment ved hjelp av injiserbare hydrogeler. In situ kryss-linkable GH hydrogeler som inneholder benmargs-avledede MSCer ble forberedt og transplantert ved intramyokarial injeksjon i det infarcted hjertet. Vennligst klikk her for å se en større versjon av denne figuren.

Figure 2
Figur 2: In vitro 3D MSC spredning i GH hydrogeler. Representative bilder av levende (grønne)/døde (røde) MSCer oppnådd via en konfokal mikroskopi etter levende /død cellefarging etter 3, 5, 7 og 14 dager med inkubasjon (200x forstørrelse; skala = 100 μm). Bildene og videoen ble delvis tilpasset med tillatelse fra Kim et al.15. Vennligst klikk her for å se en større versjon av denne figuren.

Figure 3
Figur 3: In vivo transplantasjon av MSC/Hydrogels. (A)Et skjematisk diagram som viser intramyokarial transplantasjon etter induksjon av MI. (B) Representative bilder av transplanterte MSCer og GH hydrogeler merket med henholdsvis PKH26 (rød) og FITC (grønn). Mus ble ofret etter 1, 3, 5 eller 7 dager med transplantasjon, og deres hjerter ble deretter skåret ut for å vurdere graden av MSC og GH hydrogel engraftment. De utskåret hjerter ble kryo-fast, forberedt i serie-seksjoner, og avbildet via en konfokal mikroskopi (200x forstørrelse; skala = 100 μm). Bildene ble delvis tilpasset med tillatelse fra Kim et al.15. Vennligst klikk her for å se en større versjon av denne figuren.

Figure 4
Figur 4: Forbedringer i hjertefunksjonen etter transplantasjon av MSC/Hydrogels. (A) Representativ video av ekkokardiografi. (B)Representativ kort akse M-modus bilde med målinger, inkludert venstre ventrikulær fremre veggtykkelse i diastole (LVAWd) og systole (LVAWs), intern diameter i diastole (LVIDd) og systole (LVIDs), og bakre veggtykkelse i diastole (LVPWd) og systole (LVPWs). (C\u2012E) Funksjonelle forbedringer i utstøtingsfraksjonen (EF), fraksjonell forkortelse (FS) og end-systolisk volum (ESV) etter 28 dager med transplantasjon av alle behandlingsgrupper. Data var representert som gjennomsnittlig ± standardavvik (*p < 0,05, **p < 0,001, ***p < 0,0001; n = 9\u201212 per gruppe). Videoene og resultatene ble delvis tilpasset med tillatelse fra Kim et al.15. Vennligst klikk her for å se en større versjon av denne figuren.

Figure 5
Figur 5: Forbedringer i hjertestruktur etter transplantasjon av MSC/Hydrogels. (A)Representative bilder av histologisk evaluering. (B\u2012D) Strukturelle forbedringer ble observert i infarktstørrelse, sammen med mindre infarktet veggtynning og fibrose. Skala = 1 mm. Data representeres som gjennomsnittlig ± standardavvik (*p < 0,05, **p < 0,001, ***p < 0,0001; n = 4\u20127 per gruppe). Bildene og resultatene ble delvis tilpasset med tillatelse fra Kim et al.15. Vennligst klikk her for å se en større versjon av denne figuren.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

Injiserbare GH hydrogeler har stort potensial for in vivo applikasjoner på grunn av deres evne til å homogent innlemme ulike terapeutiske midler in situ. Videre kan deres fysiske og biokjemiske egenskaper enkelt manipuleres basert på sykdomsavhengige krav. I denne forbindelse har injiserbare hydrogeler blitt foreslått for å løse de viktigste begrensningene i gjeldende hjertestamcellebehandling hemmet av dårlig overlevelse og celleretensjon (det vil si < 10% innen 24 timer etter transplantasjon) i det skadede hjertet19,20. For å overvinne dette dårlige resultatet, gir protokollen som er beskrevet her, en enkel og gjennomførbar metode for å forbedre celleretensjon og overlevelse ved hjelp av GH-hydrogeler som kan kryss-koblet in situ etter hjerteinfarkttransplantasjon, som har vist gunstige effekter på hjertestruktur og funksjon i en murine MI-modell.

Den primære fordelen funksjonen av denne teknikken er dens brede in vivo anvendelighet med alle typer celle og biomolekyl, som kan lastes ved å bare blande med pregel GH løsning før injeksjon. Videre, for å oppnå en omfattende forståelse av donor-til-vert interaksjoner, en enkel merking tilnærming av GH konjugater og / eller innkapslede biomolekyler kan tilpasses for å spore endringer i deres in vivo stabilitet, vert integrering, og resorpsjon kinetikk. Så vidt vi vet, bruk av injiserbare gelatin-baserte hydrogeler kombinert med terapeutiske stamceller var den første til å validere restorative potensialet i hjertevev in vitro og in vivo15.

På dagens stadium i denne forskningen ble GH-hydrogeler som er lastet med MSCer, injisert og krysskoblet in situ brukt som et konseptbevis for å vurdere deres anvendelse i en murine MI-modell. Selv om denne metoden tilsynelatende forbedret MSC-engraftment og oppbevaring i transplantert hjertevev, bør de detaljerte forholdene under injeksjon vurderes for å optimalisere terapeutisk effekt, for eksempel plasseringen av injeksjonsstedet (det vil si peri-infarktsone eller infarktsone), volum og antall injeksjoner og stivhet i hydrogelen (det vil si vanskelig å injisere eller lett å lekke).

Til slutt har vi demonstrert en protokoll for en representativ murine MI-modell ved LAD-ligation og en praktisk metode for intramyokarial transplantasjon av stamceller ved hjelp av in situ krysskoblede hydrogeler for å forbedre oppbevaring og engraftment av transplanterte mscer. Disse teknikkene gir en effektiv metode for intramyokarial transplantasjon av MSC-lasting injiserbare hydrogeler og fremheve deres store potensial for anvendelse hos store dyr og klinisk oversettelse.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

Forfatterne har ingen interessekonflikter å erklære med dette arbeidet.

Acknowledgments

Denne forskningen støttes av Basic Science Research Program gjennom National Research Foundation of Korea (NRF) finansiert av Kunnskapsdepartementet (NRF-2018R1D1A1A02049346)

Materials

Name Company Catalog Number Comments
4 % paraformaldehyde (PFA) Intron IBS-BP031-2
5-0 silk suture AILEE SK534
8-0 polypropylene suture ETHICON M8732H
8-well chamber slide Nunc LAB-TEK 154534
Angiocath Plus (22GA) catheter BD Angiocath Plus REF382423
Antibiotic-antimyocotic Gibco 15240-062
Centrifuge GYROGEN 1582MGR
Confocal microscope Zeiss LSM 510
Cover slipe MARIENFELD 101242
Deluxe High Temperature Cautery kit Bovie QTY1
DMEM Gibco 11995-065
DPBS Gibco 14040-133
Dual-syringe
EOSIN SIGMA-ALDRICH HT110116
Ethanol EMSURE K49350783 739
FBS Gibco 16000-044
Fechtner conjunctiva forceps titanium WORLD PRECISISON INSTRUMENTS WP1820
Fluorescein isothiocyanate isomer I (FITC) SIGMA-ALDRICH F7250
Forcep HEBU HB0458
Hair removal cream Ildong Pharmaceutical
Heating pad Stoelting 50300 Homeothermic Blanket System
50301 Replacement Heating Pad for 50300 (10 X 12.5cm)
Hematoxylin SIGMA-ALDRICH HHS80
Horseradish peroxide (HRP; 250-330 U/mg) SIGMA-ALDRICH P8375
Hydrogen peroxide (H2O2; 30 wt % in H2O) SIGMA-ALDRICH 216763
Iodine Green Pharmaceutical
LIVE/DEAD cell staining kit Thermo Fisher R37601
Mechanical ventilator Harvard Apparatus
Micro centrifuge HANIL Micro 12
Micro needle holder KASCO 37-1452
Micro scissor HEBU HB7381
Microscope OLYMPUS SZ61
MT staining kit SIGMA-ALDRICH HT1079-1SET Weigert’s iron hematoxylin solution
HT15-1KT Trichrome Stain (Masson) Kit
Paraffin LK LABKOREA H06-660-107
PBS buffer Gibco 10010-023
PHK26 staining kit SIGMA-ALDRICH MINI26
Slide scanner Leica SCN400
Surgical scissor HEBU HB7454
Surgical tape 3M micopore 1530-1
Tissue cassette Scilab Korea Cas3003
Transducer gel SUNGHEUNG SH102
Trout-Barraquer needle holder curved KASCO 50-3710c
Ultrasound system Philips Affiniti 50
Xylene JUNSEI 25175-0430

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Jhund, P. S., McMurray, J. J. Heart failure after acute myocardial infarction: a lost battle in the war on heart failure. Circulation. 118 (20), 2019-2021 (2008).
  2. Cahill, T. J., Kharbanda, R. K. Heart failure after myocardial infarction in the era of primary percutaneous coronary intervention: Mechanisms, incidence and identification of patients at risk. World Journal of Cardiology. 9 (5), 407-415 (2017).
  3. Cambria, E., et al. Translational cardiac stem cell therapy: advancing from first-generation to next-generation cell types. npj Regenerative Medicine. 2, 17 (2017).
  4. Lemcke, H., Voronina, N., Steinhoff, G., David, R. Recent Progress in Stem Cell Modification for Cardiac Regeneration. Stem Cells International. 2018, 1909346 (2018).
  5. Alagarsamy, K. N., Yan, W., Srivastava, A., Desiderio, V., Dhingra, S. Application of injectable hydrogels for cardiac stem cell therapy and tissue engineering. Reviews in Cardiovascular Medicine. 20 (4), 221-230 (2019).
  6. Gaetani, R., et al. Epicardial application of cardiac progenitor cells in a 3D-printed gelatin/hyaluronic acid patch preserves cardiac function after myocardial infarction. Biomaterials. 61, 339-348 (2015).
  7. Gao, L., et al. Myocardial Tissue Engineering With Cells Derived From Human-Induced Pluripotent Stem Cells and a Native-Like, High-Resolution, 3-Dimensionally Printed Scaffold. Circualtion Research. 120 (8), 1318-1325 (2017).
  8. Hasan, A., et al. Injectable Hydrogels for Cardiac Tissue Repair after Myocardial Infarction. Advanced Science. 2 (11), 1500122 (2015).
  9. Wu, R., Hu, X., Wang, J. Concise Review: Optimized Strategies for Stem Cell-Based Therapy in Myocardial Repair: Clinical Translatability and Potential Limitation. Stem Cells. 36 (4), 482-500 (2018).
  10. Lee, Y., et al. In situ forming gelatin-based tissue adhesives and their phenolic content-driven properties. Journal of Materials Chemistry B. 1 (18), 2407-2414 (2013).
  11. Lee, Y., Bae, J. W., Lee, J. W., Suh, W., Park, K. D. Enzyme-catalyzed in situ forming gelatin hydrogels as bioactive wound dressings: effects of fibroblast delivery on wound healing efficacy. Journal of Materials Chemistry B. 2 (44), 7712-7718 (2014).
  12. Lee, S. H., et al. In situ Crosslinkable Gelatin Hydrogels for Vasculogenic Induction and Delivery of Mesenchymal Stem Cells. Advanced Functional Materials. 24 (43), 6771-6781 (2014).
  13. Jung, B. K., et al. A hydrogel matrix prolongs persistence and promotes specific localization of an oncolytic adenovirus in a tumor by restricting nonspecific shedding and an antiviral immune response. Biomaterials. 147, 26-38 (2017).
  14. Kim, G., et al. Tonsil-derived mesenchymal stem cell-embedded in situ crosslinkable gelatin hydrogel therapy recovers postmenopausal osteoporosis through bone regeneration. PLoS One. 13 (7), 0200111 (2018).
  15. Kim, C. W., et al. MSC-Encapsulating in situ Cross-Linkable Gelatin Hydrogels To Promote Myocardial Repair. ACS Applied Bio Materials. 3 (3), 1646-1655 (2020).
  16. Meirelles Lda, S., Nardi, N. B. Murine marrow-derived mesenchymal stem cell: isolation, in vitro expansion, and characterization. Br J Haematol. 123 (4), 702-711 (2003).
  17. Ojha, N., et al. Characterization of the structural and functional changes in the myocardium following focal ischemia-reperfusion injury. Am J Physiol Heart Circ Physiol. 294 (6), 2435-2443 (2008).
  18. Takagawa, J., et al. Myocardial infarct size measurement in the mouse chronic infarction model: comparison of area- and length-based approaches. Journal of Applied Physiology. 102 (6), 2104-2111 (2007).
  19. Terrovitis, J., et al. Noninvasive Quantification and Optimization of Acute Cell Retention by In vivo Positron Emission Tomography After Intramyocardial Cardiac-Derived Stem Cell Delivery. Journal of the American College of Cardiology. 54 (17), 1619-1626 (2009).
  20. Dib, N., Khawaja, H., Varner, S., McCarthy, M., Campbell, A. Cell Therapy for Cardiovascular Disease: A Comparison of Methods of Delivery. Journal of Cardiovascular Translational Research. 4 (2), 177-181 (2011).

Tags

Medisin utgave 163 Hjerteinfarkt Injiserbare hydrogeler Intramyokarial injeksjon Gelatin Stamcellebehandling Mesenchymale stamceller
Intramyokarial transplantasjon av MSC-lasting injiserbare hydrogeler etter hjerteinfarkt i en Murine-modell
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Kim, C. W., Kim, C. J., Park, E. H., More

Kim, C. W., Kim, C. J., Park, E. H., Lee, E., Seong, E., Chang, K. Intramyocardial Transplantation of MSC-Loading Injectable Hydrogels after Myocardial Infarction in a Murine Model. J. Vis. Exp. (163), e61752, doi:10.3791/61752 (2020).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter