Name: stem cell transplantation strategies for the restoration of cognitive dysfunction caused by cranial radiotherapy
Uploaded: 2011-10-18T12:00:00
Duration: 11 min 24 s
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Diese Arbeit wurde vom NIH NINDS gewähren R01 NS074388 581 (CL Limoli), California Institute for Regenerative Medicine (CIRM) Grant RS1-00413 (CLL), CIRM Training Grant TG2-0115 (MMA), und ein CIRM Zuschuss zur Unterstützung JOVE der Video-Dokumentation.

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Keine Interessenskonflikte erklärt.

Beträchtliche Forschung ist im Gange Erkundung der unzähligen Möglichkeiten, die Stammzellen klinisch eingesetzt werden können, um normale Funktionen beschädigt, gealtert und krankem Gewebe 8 Stellen. Die letztendliche Realisierung dieser Bemühungen erfordert ein detailliertes Verständnis des Verhaltens von transplantierten Zellen innerhalb einzigartige Mikroumgebung, die sich von normalem Gewebe unbeschädigt sind. Unsere Arbeit hat gezeigt, dass innerhalb des bestrahlten Gewebes Bett, kranial eingepflanzt NSCs können funktionell wiederherzustellen Erkenntnis, wo sie überleben, Migration und Differenzierung entlang neuronaler und Glia-Linien 2. Genau wie diese Zellen vermitteln Erholung der Erkenntnis ist zurzeit ungewiss, aber nicht auf die Durchführung einer Reihe von sorgfältig kontrollierten experimentellen Verfahren in reproduzierbarer Weise ab. Wir haben diese kritischen Verfahren hier in den Bemühungen um die translationale Potenzial von Stammzellen Therapien für Linderung negative kognitive Effekte mit den damit verbundenen Beschleunigung der detailliertenklinischen Behandlung von Gehirn und anderen Formen von Krebs. Weitere Überlegungen, die wahrscheinlich einen signifikanten Einfluss auf die Qualität der Daten haben, sind im Folgenden erläutert. Transplantation Therapien abhängig von Stammzellen als die kritische Reagenzien und dementsprechend Dabei ist darauf zu richtig zu charakterisieren Kulturen, der Aufrechterhaltung der Sterilität und die Nutzung abgestimmt Durchgang Zahlen für Zuverlässigkeit der Ergebnisse sein. Transplantierte menschliche Stammzellen wurden mit BrdU vor der Operation markiert, um ein Mittel für die Verfolgung von ihnen in vivo liefern. Unter unseren experimentellen Bedingungen hat transplantiert NSCs nicht in umfangreichen Proliferation, so dass eine Verdünnung des BrdU-Label war nicht problematisch. Alternativ können transplantierte menschliche Stammzellen aus Wirtszellen durch Immunfärbung für den menschlichen spezifische Marker wie nukleare Matrix Protein (h-NUC oder hNUMA) 9 oder human-spezifischen nuclear antigen (HuNu) 2 unterschieden werden. Menschliche Stammzellen können auch beschriftet seineine Vielzahl von fluoreszierenden Markern, um ihre Identifikation innerhalb des Host-Gehirn zu erleichtern. Achtung der Bestrahlung Parameter definieren genau dosierte Zufuhr Techniken und die hier beschriebene Modell der gegenwärtigen klinischen Praxis in der Radioonkologie. Reproduzierbare Transplantation von Stammzellen in das Gehirn ist auch entscheidend, und wird mit Hilfe einer digitalen stereotaktischen Instrument. Die Fähigkeit, genau micromanipulate ein Mikro-Spritze für die Stammzell-Implantation in kleine Hirnstrukturen wie Hippocampus reduziert menschliches Versagen. Mit dieser Apparatur wurden NSCs in vier verschiedenen Standorten überspannt den vorderen zu hinteren Regionen des Ratten-Hippocampus transplantiert. Dorso-ventralen (DV)-Koordinaten wurden basierend auf den Erfahrungen mit athymischer (ATN) Ratten, so dass chirurgische Eingriffe nicht zu einer Beschädigung des Hippokampus 2 bestimmt. Ein Frontalschnitt durch das Gehirn der Ratte zeigt wichtige Strukturen des Hippokampus inkl.uding Gyrus dentatus (DG), dentatus Hilus (DH) und CA1 und CA3 Unterfelder (Abb. 8). Transplantierte NSCs, dorsal von der sichtbaren Nadel-Darm-Trakt (Nt, redline) eingeführt, visualisiert als dunkel-Färbung (braun) Zellen hinterlegt bei der Transplantation-release site (Tr) knapp unter dem Corpus callosum (CC), die anschließend in der gesamten septo migrieren -zeitliche Achse des Hippocampus.

<table border="1"><tbody><tr><td> Material Name </td><td> Typ </td><td> Firma </td><td> Katalog-Nummer </td><td> Kommentar </td></tr><tr><td> Digitale stereotaktische Instrument W/45 ° und 18 ° Earbars </td><td> Cranial Transplantation chirurgischen Setup </td><td> Leica Microsystems (bisher: MyNeuroLab) </td><td> 39463501 </td><td> Nützliches Zubehör: Stage mit Heizung und variablen Stromquelle (die Körpertemperatur während der Operation zu erhalten) </td></tr></tbody></table>

stem cell transplantation strategies for the restoration of cognitive dysfunction caused by cranial radiotherapy

Strahlentherapie oft die einzige klinische Rückgriff für Menschen mit primären oder metastatischen Hirntumoren befallen. Während nützlich, kann eine Bestrahlung des Kopfes induzieren eine progressive und schwächenden Rückgang der Erkenntnis, dass ein Teil kann durch die Erschöpfung der neuralen Stammzellen verursacht werden. Angesichts der Verlängerung der Überlebenszeit von Patienten mit Hirntumoren, die Lebensqualität in Bezug auf die kognitive Gesundheit diagnostiziert hat sich eine zunehmende Besorgnis, vor allem in Ermangelung einer zufrieden stellenden langfristigen Behandlungen. Zu diesem schwerwiegenden gesundheitlichen Bedenken wir Stammzellen Ersatz verwendet haben als Strategie zur strahleninduzierten kognitiven Verfall zu bekämpfen Adresse. Unser Modell nutzt athymischer Ratten ausgesetzt Bestrahlung des Kopfes. Die ionisierende Strahlung ist entweder als ganze Gehirn oder als stark fokussierten Strahl auf den Hippocampus via lin Ohr ein ccelerator (LINAC) basierte stereotaktische Radiochirurgie geliefert. Zwei Tage nach der Bestrahlung, huMenschen neurale Stammzellen (hNSCs) wurden stereotaxically in den Hippocampus transplantiert. Die Ratten wurden dann für Veränderungen in Kognition, veredelt das Überleben der Zelle und für den Ausdruck der Differenzierung-spezifische Marker 1 und 4-Monate nach der Bestrahlung untersucht. Unsere kognitiven Tests Paradigmen haben gezeigt, dass Tiere mit hNSCs eingepflanzt signifikante Verbesserungen der kognitiven Funktion aufweisen. Unvoreingenommene Stereologie zeigt signifikanten Überlebensvorteil (10-40%) der transplantierten Zellen bei 1 und 4-Monate nach der Transplantation, abhängig von der Menge und Art der Zellen gepfropft. Eingepflanzten Zellen ausgiebig wandern, entlang Glia-und Nervenzellen Linien zu differenzieren, und drücken eine Reihe von unreifen und reifen phänotypische Marker. Unsere Daten zeigen, direkten kognitiven Vorteile aus eingepflanzt menschlichen Stammzellen, was darauf hindeutet, dass dieses Verfahren eines Tages leisten eine vielversprechende Strategie für die langfristige Wiederherstellung der Funktion der Kognition bei Personen unterzogen kranialen radiotherapy. Um die Verbreitung des kritischen erforderlichen Verfahren zu replizieren und erweitern unsere Untersuchungen haben wir schriftliche und bildliche Dokumentation von mehreren wichtigen Schritten in unserer experimentellen Plan vorgesehen, mit einem Schwerpunkt auf stereotaktischen radiosurgey und Transplantation.

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Stem Cell Transplantation Strategies for the Restoration of Cognitive Dysfunction Caused by Cranial Radiotherapy

Hirntumor-Patienten routinemäßig durchlaufen kranialen Strahlentherapie, und während von Vorteil, diese Behandlung führt oft lähmenden kognitive Dysfunktion. Dieser ernste ungelöste Problem hat derzeit keine klinischen Inanspruchnahme und getrieben hat unsere Anstrengungen zur Stammzell-basierten Therapien für die Verwertung von Strahlung induzierte kognitive dekrementiert zu entwickeln.

Stem Cell Transplantation Strategien für die Wiederherstellung der kognitiven Dysfunktion von Cranial Strahlentherapie verursachten Schäden

Radiotherapy often provides the only clinical recourse for those afflicted with primary or metastatic brain tumors. While beneficial, cranial irradiation ...

Research

JoVE Journal

Medicine

Orthotopic Aortic Transplantation: A Rat Model to Study the Development of Chronic Vasculopathy

Orthotopen Aorten-Transplantation: Ein Rattenmodell die Entwicklung von chronischen Vaskulopathie Study

Research models of chronic rejection are essential to investigate pathobiological and pathophysiological processes during the development of transplant ...

Forschung

Medizin

A Mouse Model of in Utero Transplantation

A Mouse Model of in Utero Transplantation

Einem Mausmodell der In Utero Transplantation

The transplantation of stem cells and viruses in utero has tremendous potential for treating congenital disorders in the human fetus.  For example, in ...

Quantifying Cognitive Decrements Caused by Cranial Radiotherapy

Quantifizierung Kognitive Dekrementiert von Cranial Strahlentherapie verursachten Schäden

With the exception of survival, cognitive impairment stemming from the clinical management of cancer is a major factor dictating therapeutic outcome. For ...

Stem Cell Transplantation in an in vitro Simulated Ischemia/Reperfusion Model

Stem Cell Transplantation in an in vitro Simulated Ischemia/Reperfusion Model

Stem Cell Transplantation in einem In-vitro- Simulierte Ischämie / Reperfusion-Modell

Stem cell transplantation protocols are finding their way into clinical practice1,2,3. Getting better results, making the protocols more robust, and ...

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Isolation, Charakterisierung und vergleichende Differenzierung humaner Dental Pulp Stammzellen aus bleibenden Zähne mit zwei verschiedenen Methoden abgeleitet

Developing wisdom teeth are easy-accessible source of stem cells during the adulthood which could be obtained by routine orthodontic treatments. Human ...

Neural Stem Cell Transplantation in Experimental Contusive Model of Spinal Cord Injury

Neural Stem Cell Transplantation in Experimental Gequetscht Modell von Rückenmarksverletzungen

Spinal cord injury is a devastating clinical condition, characterized by a complex of neurological dysfunctions. Animal models of spinal cord injury can ...

High Throughput Characterization of Adult Stem Cells Engineered for Delivery of Therapeutic Factors for Neuroprotective Strategies

Hochdurchsatz-Charakterisierung von adulten Stammzellen für die Zuführung von therapeutischen Faktoren für neuroprotektive Strategien Engineered

Mesenchymal stem cells (MSCs) derived from bone marrow are a powerful cellular resource and have been used in numerous studies as potential candidates to ...

Studying Pancreatic Cancer Stem Cell Characteristics for Developing New Treatment Strategies

Studieren Bauchspeicheldrüsenkrebs Stammzelleigenschaften für die Entwicklung neuer Behandlungsstrategien

Pancreatic ductal adenocarcinoma (PDAC) contains a subset of exclusively tumorigenic cancer stem cells (CSCs) which have been shown to drive tumor ...

Normothermic Ex Vivo Kidney Perfusion for the Preservation of Kidney Grafts prior to Transplantation

Normothermic Ex Vivo Kidney Perfusion for the Preservation of Kidney Grafts prior to Transplantation

Normothermen<em&gt; Ex Vivo</em&gt; Kidney Perfusion für die Erhaltung der Nierentransplantate vor der Transplantation

Kidney transplantation has become a well-established treatment option for patients with end-stage renal failure. The persisting organ shortage remains a ...

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Artificial skin has achieved considerable therapeutic results in clinical practice. However, artificial skin treatments for wounds in diabetic patients ...