rat spleen harvest for the preparation of decellularized spleen matrix

Dezellularisierte Rattenmilz-Matrix-Vorbereitung für das Liver Tissue Engineering

Liver transplantation remains the only definitive treatment for end-stage liver disease1,2,3. However, the critical shortage and declining quality of donor organs have heightened the need for alternative treatments4. In the realm of regenerative medicine, bioartificial livers (BALs) utilizing decellularized liver matrix (DLM) have emerged as promising solutions5,6,7. The DLM preserves the original liver structure, including its intricate microvascular network and components of the ECM, offering a scaffold for creating transplantable BALs that could potentially alleviate liver diseases.
Despite the promise, the adoption of this technology faces challenges, particularly in sourcing suitable DLMs. Human-derived DLMs are in short supply, while those from animal sources carry the risks of disease transmission and immune rejection. In an innovative approach, our research has explored the use of a decellularized spleen matrix (DSM) as a foundation for BALs8,9,10,11. Spleens are more readily available in various medical situations, such as portal hypertension, traumatic rupture, idiopathic thrombocytopenic purpura, and donation after cardiac death. Therefore, spleens are more widely available than livers for research purposes. Patients who have undergone splenectomies do not suffer from severe conditions, further confirming the dispensability of the spleen. The microenvironment of the spleen, particularly the extracellular matrix and sinusoids, is similar to that of the liver. This makes the spleen a suitable organ for cell adhesion and proliferation in hepatocyte transplantation research. Based on these findings, our previous investigations have demonstrated that DSMs share comparable microstructures and components with DLMs and can support the survival and function of hepatocytes, including albumin and urea production. Furthermore, DSMs have been shown to enhance the hepatic differentiation of bone marrow mesenchymal stem cells, leading to improved and consistent functionality.
By employing DSMs treated with heparin, we have engineered functional BALs capable of demonstrating effective short-term anticoagulation and partial liver function compensation11. Consequently, this three-dimensional DSM holds significant promise for the advancement of liver tissue engineering and cell therapy. In this work, we present the detailed methods of harvesting rat spleens and preparing DSM that preserve the microstructures and components of the ECM.

Autor im Rampenlicht: Verwendung von dezellularisierter Milzmatrix für biokünstliche Lebern

Herstellung einer dezellularisierten Milzmatrix aus Ratten

We purpose a novel strategy that involves employing a decellularized spleen matrix as an alternative scaffold to bioartificial livers. We showed the detailed procedure of harvesting rat spleen and preparing decellularized spleen matrix that preserves the macrostructures and the components of the extracellular matrix. Our protocol provides a readily available spleen matrix as an alternative to scarce donor livers.Our protocol present a method for the preparation of decellularized spleen matrices. Demonstrating efficiency, stability, and minimal invasiveness, this method maintains the spleen inherent architecture, composition, and the natural vascular network. It offers the scaffold for cell implantation and three-dimensional dynamic culture, thereby establishing a basis for advancing investigations in tissue-engineered liver.

Milzentnahme von Ratten zur Aufbereitung einer dezellularisierten Milzmatrix

Zu Beginn legen Sie eine narkotisierte, rasierte Ratte in Rückenlage auf einen Operationstisch. Injizieren Sie zwei Milliliter heparinisierte Kochsalzlösung in die dorsale Vena des Penis zur systemischen Antikoagulation. Desinfizieren Sie die rasierte Bauchhaut mit Povidon-Jod-Lösung und decken Sie sie mit einem sterilen Tuch ab.Machen Sie mit einer chirurgischen Schere einen kreuzförmigen Schnitt im Bauch. Dehnen Sie die Bauchhöhle mit der hämostatischen Zange, drehen Sie die Leber in Richtung Zwerchfell, verlagern Sie den Magen-Darm-Trakt auf die rechte Seite des Bauches und bedecken Sie ihn mit feuchter Gaze. Trennen und durchtrennen Sie vorsichtig das Milzband, um den Milzhilum freizulegen.Präparieren Sie nach und nach entlang des Milzhilums, um die Arteria hepatica communis, die Arteria gastroduodenalis und die Arteria palzica zu trennen und freizulegen. Lizieren und durchtrennen Sie die Arteria gastroduodenalis und die Arteria hepatica communis, während das umgebende Gewebe schrittweise dissoziiert wird. Drehen Sie die Milz zur rechten Seite, um die Bauchschlagader freizulegen.Führen Sie eine stumpfe Dissektion vorsichtig mit Wattestäbchen durch, um die Bauchaorta und den Zöliakiestamm freizulegen. Legen Sie eine etwa drei Zentimeter lange 3-0-Seidennaht über und unter die Äste des Zöliakiestammes. Legen Sie dann eine 10 Zentimeter lange 6-0 Seidennaht an den Ast des Zöliakiestamms.Lizieren Sie die Bauchschlagader unterhalb und über den Ästen des Zöliakie-Stammes. Machen Sie dann einen kleinen Schnitt im arteriellen Ast. Heben Sie die 6-0-Seidennaht vorsichtig an und führen Sie einen 24-Gauge-Venenkatheter in die Milzarterie entlang des Truncus coeliacus ein.Lege den Katheter fest, um ihn zu fixieren. Verwenden Sie eine Spritzenpumpe, um 50 Milliliter heparinisierte normale Kochsalzlösung mit einer Geschwindigkeit von vier Millilitern pro Minute zu infundieren. Gleichzeitig wird die Pfortader als Abflusskanal durchtrennt, damit die infundierte Flüssigkeit aus der Milz abfließen kann.Präparieren Sie vorsichtig das umgebende Gewebe der Milz, um eine Schädigung der Bauchspeicheldrüse zu vermeiden und gleichzeitig die wichtigsten akzessorischen Gefäße zu erhalten. Prüfen Sie, ob die Milz undicht ist. Entfernen Sie dann die Milz und die Bauchspeicheldrüse und spülen Sie sie mit normaler Kochsalzlösung ab.Übertragen Sie die Milz in ein 50-Milliliter-Zentrifugenröhrchen, das mit normaler Kochsalzlösung gefüllt ist. Und lagern Sie es in einem 80 Grad Celsius heißen Gefrierschrank.

Research

JoVE Journal

Bioengineering

Rat Spleen Harvest for the Preparation of Decellularized Spleen Matrix

Fabrication of Decellularized Spleen Matrix Derived from Rats

Liver transplantation is the primary treatment for end-stage liver disease. However, the shortage and inadequate quality of donor organs necessitate the ...

Forschung

Biotechnik

Rat Spleen Decellularization to Create a Spleen Matrix for Liver Engineering

Milzdezellularisierung von Ratten zur Schaffung einer Milzmatrix für das Leberengineering