غرس المستمدة من هيبسك بقع عضلة القلب بعد "إصابة احتشاء عضلة القلب" في "نموذج خنزير غينيا"

Summary

نقدم هنا بروتوكولا لاستحثاث كريوينجوري البطين الأيسر متبوعاً بغرس تصحيحًا عضلة القلب، المستمدة من خلايا iPS البشرية كارديوميوسيتيس في نموذج خنزير غينيا.

Abstract

نظراً لقدرة التجدد محدودة للقلب في الثدييات الكبار، يؤدي احتشاء عضلة القلب فقدان كارديوميوسيتيس لا رجعة فيه. هذا الخسارة المبالغ ذات الصلة لعضلة القلب كتلة يمكن أن تؤدي إلى فشل القلب. وإلى جانب زراعة القلب، يوجد أي خيار العلاجية لفشل القلب نهاية مرحلة. في أوقات نقص الهيئة المانحة، هناك حاجة إلى طرائق المعالجة المستقلة الجهاز. أجهزة مساعدة البطين الأيسر خيار علاج تبشر بالخير، ومع ذلك، خاصة كعلاج الوجهة، محدودة بإثارة الجانبية مثل السكتة الدماغية، والالتهابات والنزف. وفي السنوات الأخيرة، حققت عدة استراتيجيات إصلاح القلب بما في ذلك حقن الخلايا الجذعية، وفروعه القلب أو هندسة الأنسجة احتشاء عضلة القلب. التحسينات الأخيرة في بيولوجيا الخلية يسمح بالتفريق بين كميات كبيرة من كارديوميوسيتيس المشتقة من الخلايا الجذعية البشرية المستحثة pluripotent (اللجنة التوجيهية). واحدة من استراتيجيات إصلاح القلب حاليا قيد التقييم زرع أنسجة القلب الاصطناعي. أنسجة القلب هندسيا (اهت) شبكة ثلاثية الأبعاد كارديوميوسيتي الذي تم إنشاؤه في المختبر، مع الخصائص الوظيفية لانسجة القلب الأصلي. لقد أنشأنا ات-بقع من كارديوميوسيتيس هيبسك المشتقة. نقدم هنا بروتوكولا لاشتقاق تقلد كريوينجوري عضلة القلب البطين الأيسر في صورة خنزير غينيا، متبوعاً بغرس هيبسك ات على جدار البطين الأيسر.

Introduction

هو زيادة عدد المرضى الذين يعانون من قصور في القلب في أن شيخوخة السكان. لنهاية مرحلة فشل القلب، هو زرع قلب أورثوتوبيك الخيار العلاجية فقط. ومع ذلك، لا سيما في البلدان الأوروبية، هناك نقص مانحة جهاز متزايد. ولذلك، خيارات العلاج البديلة اللازمة. الإنجازات التي تحققت مؤخرا في دعم الدورة الدموية الميكانيكية تبشر بالخير، ولكن لا سيما في الأجل الطويل تشغيل، محدودة بإثارة الجانبية مثل النزيف وضخ تجلط الدم والمضاعفات المعدية¹.

قدرة التجدد الذاتية قلب الإنسان الكبار محدودة للغاية. ولذلك، قد تصبح العلاجات التجدد القلب خيار علاج بديل لنهاية مرحلة فشل القلب المرضى^2،3. ووصف تقنيات مختلفة بما في ذلك حقن يستند إلى الخلية الجذعية خلية أو الأنسجة كان النهج الهندسية^3،،من⁴⁵.

الخلايا الجذعية البشرية المستحثة pluripotent (هيبسك)، فضلا عن الخلايا الجذعية الجنينية البشرية (هيس) يمكن أن تكون فعالة متباينة للضرب عفويا cardiomyocytes البشرية⁶، الذي كان إنجازا كبيرا في المجال القلب التجدد العلاجات.

لتحل محل عضلة القلب بعد احتشاء عضلة القلب وتحسين وظيفة القلب الفاشل، بقاء عدد مناسب كارديوميوسيتيس والميكانيكية والكهربائية اقتران مع قلب الأم أمر أساسي. ويلزم للتحقيق في إمكانات القلب العلاجات التجدد مع المؤسسة البشرية الخلية المشتقة cardiomyocytes، نموذج مناسب لبحث. النموذج المثالي ينبغي أن تكون فعالة من حيث التكلفة ولها الإنسان مثل علم وظائف الأعضاء والكهربية. نماذج الحيوانات الكبيرة مثل الخنازير سيكون أمرا مثاليا من وجهة النظر تلك، بيد أن تلك التجارب مكلفة للغاية وكميات كبيرة من كارديوميوسيتيس سيكون من الضروري استبدال عدد ذات صلة من كارديوميوسيتيس من أجل معرفة الآثار على اليسار بطيني الدالة في نموذج احتشاء خنزير.

للإجابة على الأسئلة البيولوجية الابتدائية نحو تجديد القلب البشري يستند إلى الخلية، مثلاً، بقاء الخلية، والأوعية الدموية، واقتران الكهربائية، النماذج الحيوانية الصغيرة أكثر ملاءمة. من النماذج الحيوانية الصغيرة المتاحة، هو خنزير غينيا الأنواع الأكثر فائدة، بالمقارنة مع الفئران والجرذان، كما على الكهربية أكثر يشبه الوضع في البشر⁷. في هذا النموذج خنزير غينيا، نحن التي يسببها كريوينجوري ترانسمورال من البطين الأيسر. أسبوع واحد بعد التعريفي لغرس احتشاء عضلة القلب ثلاثي الأبعاد، عفويا الضرب كارديوميوسيتي الوركين-الخلية المشتقة التصحيح أنجزت. وجرى تقييم بقاء الخلية كارديوميوسيتي 28 يوما بعد زرع عن طريق الفحص النسيجي.

Protocol

الحيوانات تلقي الرعاية الإنسانية امتثالا لدليل "المبادئ الحيوانات المختبرية"، أعد المعهد "مختبر الموارد الحيوانية"، ونشرت من قبل "المعاهد الوطنية للصحة". كافة البروتوكولات الحيوان كانت وافقت عليها السلطة المحلية المسؤولة ('' Amt für Gesundheit und فيربراوتشيرشوتز، هامبورغ هانزستات ''/الحيوانية البروتوكول رقم 109/16).

1-الحصول على الحيوانات

1. الحصول على خنازير غينيا الإناث تزن 500-600 غ تجارياً.
2. منزل لهم في ظل الظروف التقليدية في أقفاص الحيوانات. تغذية تشاو الجرذان القياسية وليبيدوم الإعلانية يعقم ماء.

2-عبر الصدر تخطيط صدى القلب

1. خنزير غينيا في دائرة تحريض وتخدير الحيوان مع إيسوفلوراني (2 – 3%). تحقق من عمق التخدير بعدم الاستجابة لتو-قرصه.
2. ضع خنزير غينيا أنيسثيتيزيد على منصة الاحترار (40-42 درجة مئوية) في وضع ضعيف. يستمر التخدير عن طريق الآنف مخروط (isoflurane 1.5-2%)
3. حلاقة وتضطرين الصدر pig´s غينيا ماكينة حلاقة شعر الحيواني كهربائية باستخدام.
4. تطبيق هلام محول طاقة الموجات فوق الصوتية بريوارميد (~ 25 درجة مئوية). استخدام نظام تخطيط صدى القلب مجهزة بمحول طاقة تردد أعلى من 15 ميغاهيرتز.
5. الحصول على آراء طويلة محور parasternal ثنائي الأبعاد بوضع محول على الصدر خنزير guinea´s يواجه من الرقبة الصحيح نحو الساق اليسرى وسجل المحور الطويل ب-وضع الصور في طائرة الصمام الابهري مع مرئيات متزامنة من ذروة LV. التحقيق في وظيفة البطين الأيسر قبل العملية.
6. تشغيل محول بمقدار 90° درجة للحصول على طريقة عرض محور قصيرة ب-الوضع على المستوى منتصف حليمي.
   ملاحظة: الحيوان ثم نقل فورا إلى طاولة المفاوضات أو. يتم باستمرار تخديره الحيوان مع إيسوفلوراني 3%. يتم حقن الأتروبين 0.05 مغ/كغ (الدردشة) لتجنب زيادة إفراز الشعب الهوائية أثناء التهوية الميكانيكية.

3-الجراحة

1. تحريض احتشاء عضلة القلب
   1. حقن والايبوبروفين 4 – 5 ملغ/كغ والبوبرينورفين 0.05 مغ/كغ للتسكين تحت الجلد بإبرة ز 21 وحقنه 10 مل. يتم حقن 0.5 ملغ/كغ اتروبين تحت الجلد بإبرة ز 21 وحقنه 10 مل.
   2. خنزير غينيا على ظهرها وإبقاء التخدير مع فاسيماسك تغطي الفم والأنف. تحقق من عمق التخدير معسر أقدام هند (انعدام منعكس دواسة).
   3. نشر أرجل الخنازير غينيا وتحديد موقف باستخدام الشريط.
   4. يحلق في الصدر ومنطقة القصبة الهوائية للحيوان أنيسثيتيزيد مع ماكينة حلاقة كهربائية. تطهير المنطقة على نطاق واسع باستخدام فرك المستندة إلى اليود، تليها الإيثانول 80%. كرر هذه الخطوات تعقيم مرتين.
   5. إجراء شق عمودي 1.5 سم في منطقة القصبة الهوائية وصراحة تشريح العضلات الذي يغطي القصبة الهوائية حتى تشاهد القصبة الهوائية. ثقب القصبة الهوائية مع قنية رابعا 18 جرام وإدراج الجزء المرن من القنية كأنبوب الرغامى.
   6. قم بتوصيل أنبوب الرغامى تنفس حيوان يحققوا خنزير غينيا باستمرار أثناء الإجراء.
      ملاحظة: الآن هو الحفاظ على التخدير مع إيسوفلوراني 3% عبر الأنبوب الرغامى (الإلهام بمساعدة التهوية مع ضغط الإلهام كحد أقصى، ومعدل التنفس: 100-120/دقيقة، ذروة الإلهام الضغط: 18-22 سم زئبق استخدام التهوية زقزقة أثناء فتح الصدر ).
   7. تحديد المساحة ربية^ال 5 قبل عد المسافات الضلع ابتداء من أول مساحة ربية. إجراء شق أفقي 2 سم على مساحة ربية 5 على الجانب الأيسر من خنزير غينيا باستخدام مقص وملقط. إدراج ضام حيوانات صغيرة. تشريح العضلات مع اليكتروكاوتيري حتى يتم التوصل إلى العضلات ربية، التي يمكن أن ينظر إليها بعد إزالة الأنسجة تحت الجلد، يتم التوصل إليها.
   8. تشريح العضلات ربية بلطف مع الملقط حتى يتم التوصل إلى الحيز الجنبي ويمكن للمرء أن يرى في الرئة اليسرى في الجبهة. إدراج ضام بين الأضلاع وفتحه بعناية حتى يتم الحصول على عرض جيد للقلب.
   9. فتح سم تامور ما يقرب من 1 في المنطقة جدار البطين الأيسر الأمامي مع المقص. وضع ضغط على الرئة اليسرى حمايتها من التلف عندما حمل كريوينجوري البطين الأيسر.
   10. ضع غيض من ختم تآكل المعادن (ألومنيوم) يبلغ قطرها 0.5 سم مستعرضة في النتروجين السائل لمدة 3 دقائق.
   11. الصحافة النيتروجين تبرد المسبار على الجدار الأمامي الأيسر للقلب لمدة 30 ثانية. ثم فصل ذلك عن قلب كهربائي لحام حديد (250 درجة مئوية) التي وضعت داخل الختم تدفئتها باستخدام. كرر هذا الإجراء 3 مرات للحصول على من إصابة عضلة القلب ترانسمورال. مراقبة تبييض عضلة القلب.
   12. انتفاخ الرئتين مع أقصى قدر من الضغط (لقط الأنبوب إلى الخارج من التنفس 2 s)، لتجنب انخماص الرئة. إزالة ضام من الفضاء ربية.
   13. إغلاق الأضلاع مع اثنين من خيوط 3-0. إغلاق خياطة العضلات على الأضلاع بتشغيل 4-0. لإغلاق الجلد استخدام 5-0 خياطة غرزة واحدة.
   14. الحد إيسوفلوراني إلى 1%. عند الحيوان هو التنفس تلقائياً، وإزالة الأنبوب الرغامى، ويستمر التخدير مع فاسيماسك (إيسوفلوراني 2 – 3%).
   15. ضمان عدم وجود ردود الفعل قبل معسر أطرافهم هند لرصد عمق كاف للتخدير. ثم استخدم واحدة 8-0 خياطة إغلاق موقع ثقب في القصبة الهوائية. إغلاق الجرح بثلاثة خيوط شتيخ واحدة 4-0.
   16. استخدام البوبرينورفين (0.05 مغ/كغ كل 12 ح) ووالايبوبروفين (5 مغ/كغ كل 24 ساعة) لعلاج الألم في الأيام التالية 5.
2. غرس ات (7 أيام بعد كريوينجوري)
   1. خنزير غينيا في دائرة التعريفي وتخدير الحيوان مع إيسوفلوراني الاختيار عمق التخدير بسبب عدم استجابة لتو-قرصه.
   2. حقن والايبوبروفين 4 – 5 مغ/كغ و 0.05 مغ/كغ البوبرينورفين تحت الجلد مع ز 21 إبرة وحقنه 10 مل بعد تحريض التخدير. خنزير غينيا على ظهرها وإبقاء التخدير مع فاسيماسك تغطي الفم والأنف.
      ملاحظة: يجب التحقق من كفاية تخدير معسر القدمين الخلفيتين.
   3. ينتشر الساقين خنزير غينيا في وتحديد موقف باستخدام الشريط.
   4. أداء الأعمال التحضيرية قبل العمليات الجراحية كما هو موضح في الخطوة 3.1.4–3.1.6. تنفيذ شق جلد أفقي 2 سم في منطقة الندبة من الجانب الأيسر الجانبي باستخدام مقص وملاقط.
   5. تشريح التصاقات اكسترابليورال باستخدام اليكتروكاوتيري برفق. فتح مساحة الجنبي بعناية مع المقص. إدراج الناشرة ضلع لفضح القلب.
   6. بصريا تحديد منطقة احتشاء بلونه شاحبا بالمقارنة عضلة القلب السليمة المحيطة. وضع التصحيح أنسجة القلب هندسيا أكثر منطقة احتشاء.
   7. ضمان الحصول عليها مع اثنين من 8-0 خياطة الجروح في كلا الجانبين. تأكد من الحصول على التصحيح في المنطقة غير إينفاركتيد القلب (الشكل 1). تضخم الرئتين مع الضغط، لتجنب انخماص الرئة. إزالة ضام من الفضاء ربية.
   8. إغلاق الأضلاع مع اثنين من خيوط 3-0. إغلاق خياطة العضلات على الأضلاع بتشغيل 4-0. لإغلاق الجلد استخدام 5-0 خياطة غرزة واحدة.
   9. الحد إيسوفلوراني إلى 1%. عند الحيوان هو التنفس تلقائياً، وإزالة الأنبوب الرغامى، ويستمر التخدير مع فاسيماسك (إيسوفلوراني 2 – 3%).
   10. ضمان عدم وجود ردود الفعل قبل معسر أطرافهم هند لرصد عمق كاف للتخدير. ثم استخدم واحدة 8-0 خياطة إغلاق موقع ثقب في القصبة الهوائية. إغلاق الجرح بمفرده ثلاث غرزة خياطة الجروح 4-0.
   11. استخدام البوبرينورفين (0.05 مغ/كغ كل 12 ح) ووالايبوبروفين (5 مغ/كغ كل 24 ساعة) لعلاج الألم في الأيام التالية 5.
   12. أربعة أسابيع بعد غرس ات القيام تخطيط صدى القلب عبر الصدر (كما هو موضح في الخطوة 2) لرصد وظيفة LV مع مرور الوقت.
       ملاحظة: ويتم رصد وظيفة LV قبل غرس ات و 4 أسابيع بعد زرع لمراقبة لتحسين وظيفة القلب بغرس ات
   13. Euthanize الحيوان التي IACUC الموافقة على البروتوكول وجراحيا explant القلب لمزيد من التحليل.

النتائج

هذا خنزير غينيا النموذج نموذج مناسب للتحقيق تجديد القلب بعد غرس هيبسك المشتقة بقع ات. تكاثر يؤدي إلى إصابات كبيرة transmural احتشاء عضلة القلب. يتم تقييم حجم الندبة بعلم الأنسجة أربعة أسابيع بعد كريوينجوري. ميسون trichrome تلطيخ يكشف الندوب transmural الكبيرة (الشكل 2). وكان حجم الندبة مم...

Discussion

تتوفر مجموعة متنوعة من نماذج حيوانية صغيرة لدراسة التأثير الذي يمارس زرع الخلايا في قلوب الجرحى^9،،من¹⁰¹¹. لقد اخترنا نموذجا خنزير غينيا بسبب الحيوانات الصغيرة جميع نماذج لها (الكهربائية) فسيولوجيا يشبه أوثق من البشر. مزايا النماذج الحيوان...

Materials

Name	Company	Catalog Number	Comments
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 5x5	Fink + Walter	PZN 08821417
Venflon Pro Safety	Becton Dickinson	PZN11123964
Cautery High Temp 2"	Bovie Medical Corporation	0100607151011055