A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.
Method Article
ניתן להשתמש במספר דרכי מתן כדי להעביר תאי גזע מזנכימליים (MSCs) למוח. במחקר הנוכחי, MSCs הועברו בכל הנויראקס והמוח באמצעות הזרקה תוך עמוד השדרה. MSCs הוזרקו לחללי עמוד השדרה של חולדות, ונדידת תאי גזע הייתה במעקב וכימות.
תאי גזע מזנכימליים (MSCs) נחקרו לטיפול במחלות שונות. במחלות נוירודגנרטיביות שכוללות פגמים גם במוח וגם בחוט השדרה, דרך המתן חשובה מאוד, מאחר ש-MSCs חייבים לנדוד גם למוח וגם לחוט השדרה. מאמר זה מתאר שיטה למתן MSCs לתעלת עמוד השדרה (הזרקת חלל תוך עמוד השדרה) שיכולה לכוון למוח ולחוט השדרה במודל של חולדות. מיליון MSCs הוזרקו לתעלות עמוד השדרה של חולדות ברמה של חוליות מותניות 2-3. לאחר מתן החולדות הורדמו ב-0, 6 ו-12 שעות לאחר ההזרקה. הדמיה אופטית ותגובת שרשרת פולימראז כמותית בזמן אמת (qPCR) שימשו למעקב אחר MSCs שהוזרקו. תוצאות המחקר הנוכחי הראו כי ניתן לזהות MSCs הניתנים דרך חלל עמוד השדרה לאחר מכן הן במוח והן בחוט השדרה לאחר 12 שעות. להזרקת חלל תוך עמוד השדרה יש יתרון בכך שאינה דורשת הרדמה כללית ויש לה מעט תופעות לוואי. עם זאת, יש להתגבר על החיסרון של קצב הנדידה הנמוך של MSCs למוח.
תאי גזע מזנכימליים
בתנאי מחלה, MSCs מפרישים חומרים טיפוליים ספציפיים למחלה באמצעות פעולות פרקריניות1 שדווחו כמווסתות את התגובות החיסוניות, משקמות רקמות פגועות ומסלק חומרים רעילים2. לכן, טיפול MSC נחשב ליעיל יותר מטיפול חד-ממוקד בטיפול במחלות מולטי-פקטוריאליות כגון מחלת אלצהיימר וסרקופניה 3,4,5,6. בנוסף, בניגוד לתרופות, ל-MSCs יש אפקט ביות, העובר לאזור הרקמה הפגועה על ידי זיהוי ציטוקינים או כימוקינים דלקתיים בגוף 7,8. לרוע המזל, רק תת-קבוצה של התאים מגיעה לאזור הפגוע, והכדאיות של MSCs פוחתת במהלך הנדידה 9,10,11,12. לפיכך, כדי למקסם את היעילות הטיפולית של MSCs, יש צורך להעביר תאים ברי קיימא לאתר המטרה. לכן, בעת מתן MSCs, חשוב לבחור את דרך המתן הנכונה, בהתבסס על אופי מחלת המטרה.
מסלול הזרקה
ישנם מסלולים רבים בהם ניתנים חומרים טיפוליים לחולים. השיטות הנפוצות ביותר הן הזרקה תוך ורידית למחזור הדם המערכתי, מתן דרך הפה והזרקה תת עורית או תוך שרירית. במחלות נוירודגנרטיביות, המכשול העיקרי בהעברת חומרים טיפוליים למוח הוא מחסום הדם-מוח (BBB). ה-BBB מגן על המוח מפני פתוגנים חיצוניים באמצעות צמתים הדוקים בין כלי הדם לפרנכימה של המוח13,14. עם זאת, ה-BBB גם מונע באופן פרדוקסלי מחומרים טיפוליים להיכנס לפרנכימה המוחית. לכן, המעבר דרך ה-BBB הוא המכשול העיקרי בפיתוח טיפולים למחלות מוח 15,16. הזרקה תוך מוחית מבוצעת כדי להתגבר על חיסרון זה על ידי הזרקת חומרי מטרה ישירות למוח באמצעות פעולה כירורגית 17,18,19. עם זאת, יש לקחת בחשבון את תופעות הלוואי של התערבויות כירורגיות, במיוחד מכיוון שהמחט פוגעת בתאי עצב במהלך ההליך.
מתן חלל תוך-שדרה
מתן תוך-תאי - מתן תרופות לתעלת עמוד השדרה או לחלל התת-עכבישי - מעביר תרופות למוח או לנוירוקסיס דרך נוזל המוח השדרתי (CSF) ומהווה אלטרנטיבה בת קיימא להזרקה תוך מוחית. ניתן לחלק את הזריקות התוך-תקליות לפי אתר ההזרקה: חדר לרוחב, בור מים וחלל עמוד השדרה. כל שלושת המסלולים מאפשרים לתרופות או לתאים להתפזר ברחבי ה-CSF למוח ולחוט השדרה. העברת תרופות למוח עשויה להיות יעילה יותר במקרה של זריקות מגנה תוך מוחיות ותוך ציסטרנה מכיוון שהחומר מוזרק קרוב למוח. עם זאת, להזרקת חלל תוך עמוד השדרה יש יתרונות בכך שאינה דורשת הרדמה כללית או ניתוח להחדרת מאגר תוך חדרי, בהיותה בטוחה בדרך כלל20, וניתן לבצע אותה שוב ושוב במידת הצורך.
מטרת מחקר זה הייתה לאמת מתן חלל תוך עמוד השדרה כאמצעי להעברת MSCs הן למוח והן לחוט השדרה. ראשית, החלל התוך-שדרתי הוקם במודל חולדה. לאחר מכן, MSCs סומנו עם עוקב ליפופילי DiD (DiIC18(5); 1,1-dioctadecyl-3,3,3,3-tetramethylindodicarbocyanine, מלח 4-chlorobenzenesulfonate), כדי להעריך את יעילות נדידת תאי הגזע לחוט השדרה ולמוח. הדמיה אופטית ex vivo בוצעה כדי להעריך את פיזור התאים. פרוטוקול פשוט זה יכול להתבצע ללא התערבות כירורגית וניתן להשתמש בו לא רק לצורך מתן תאי גזע, אלא גם תרופות, נוגדנים, חומרי ניגוד וחומרים אחרים המיועדים להעברה לחוט השדרה או למוח.
הערה: מחקר זה אושר על ידי הוועדה המוסדית לטיפול ושימוש בבעלי חיים (מספר אישור: 20170125001, תאריך: 25 בינואר 2017) של מכון המחקר הביו-רפואי של סמסונג (SBRI) במרכז הרפואי של סמסונג. כמתקן מוסמך של האגודה להערכה והסמכה של טיפול בחיות מעבדה בינלאומיות, SBRI פועל בהתאם להנחיות שנקבעו על ידי המכון למשאבי חיות מעבדה.
1. הכנת MSCs אנושיים שמקורם בג'לי וורטון
2. הזרקת חלל תוך עמוד השדרה של WJ-MSCs
3. הערכת הזרקת חלל תוך עמוד השדרה
כדי להעריך את היעילות של הזרקת MSCs תוך עמוד השדרה, נעשה שימוש ב-MSCs המסומנים ב-DiD במחקר הנוכחי. לפני הזרקת MSCs לחלל עמוד השדרה, יעילות התיוג הוערכה במבחנה באמצעות הדמיה אופטית ומיקרוסקופיה פלואורסצנטית (איור 1). לאחר צביעת ה-MSCs עם מגיב התיוג DiD באמצעות ההליך המ?...
יש לבחור את דרך המתן האופטימלית לטיפול ב-MSCs בהתאם למחלת היעד, מצבו של המטופל וסוג התרופה שתינתן. בטיפולים תאיים, כולל טיפול MSC, יש לשקול הזרקה ישירה של תאי גזע למוח או תוך תא דרך ה-CSF מכיוון שהתאים אינם יכולים לעבור דרך BBB19. הזרקה לחלל השדרה אינה פולשנית יחסית וא...
למחברים אין מה לחשוף.
מחקר זה נתמך על ידי מענקים מתוכנית המחקר הבסיסי באמצעות הקרן הלאומית למחקר של דרום קוריאה (NRF), במימון משרד החינוך (NRF-2017R1D1A1B03035940), ומענק מפרויקט המו"פ של טכנולוגיית הבריאות של קוריאה באמצעות המכון לפיתוח תעשיית הבריאות של קוריאה (KHIDI), במימון משרד הבריאות והרווחה, הרפובליקה של קוריאה (מספרי מענקים: HI14C3484 ו-HI18C0560). ברצוננו להודות ל-Editage (www.editage.co.kr) על העריכה בשפה האנגלית.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
0.25% Trypsin-EDTA | Gibco-invitrogen | 25200114 | Cell culture |
Fetal bovine serum | biowest | S1520 | Culture medium supplement |
gentamicin | Gibco-invitrogen | 15710-072 | Culture medium supplement |
Gentra Puregene Tissue Kit | QIAGEN | 158689 | gDNA isolation |
MEM, no glutamine, no phenol red | Gibco | 51200038 | WJ-MSC fomulation for injection |
Miminum Essential Medium alpha | Gibco-invitrogen | 12571063 | WJ-MSC culture medium |
Power SYBR Green PCR Master Mix | Applied Biosystems | 4368577 | quantitative real time PCR reagent |
QuantStudio 6 Flex Real-Time PCR System | Thermo fisher | 4485694 | quantitative real time PCR |
trypan blue | Gibco | 15250061 | Injection |
Vybrant DiD Cell-Labeling Solution | invitrogen | V22887 | Stem cell labeling solution |
Xenogen IVIS Spectrum system | Perkin Elmer | 124262 | Optical imaging device |
Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article
Request PermissionThis article has been published
Video Coming Soon
Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. All rights reserved