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
Description: Watch this Scientific Journal Video about Stem Cell Transplantation Strategies for the Restoration of Cognitive Dysfunction Caused by Cranial Radiotherapy at JoVE.com

עבודה זו נתמכה על ידי NIH NINDS מענק R01 NS074388 581 (CL Limoli), קליפורניה המכון לרפואה הרגנרציה (CIRM) גרנט RS1-00413 (CLL), CIRM הדרכה גרנט TG2-0115 (MMA), ואת גרנט CIRM לאלים תמיכה תיעוד וידאו.

<ol>
	<li>Acharya, M. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Consequences+of+ionizing+radiation-induced+damage+in+human+neural+stem+cells.">Consequences of ionizing radiation-induced damage in human neural stem cells.</a> Free. Radic. Biol. Med. , (2010).</li><li>Acharya, M. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Rescue+of+radiation-induced+cognitive+impairment+through+cranial+transplantation+of+human+embryonic+stem+cells.">Rescue of radiation-induced cognitive impairment through cranial transplantation of human embryonic stem cells.</a> Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 106, 19150-19155 (2009).</li><li>Boyer, A., Khan, F. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ch.+11.">Ch. 11.</a> Treatment planning in Radiation Oncology. , (2007).</li><li>Lawson, J. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Intracranial+application+of+IMRT+based+radiosurgery+to+treat+multiple+or+large+irregular+lesions+and+verification+of+infra-red+frameless+localization+system.">Intracranial application of IMRT based radiosurgery to treat multiple or large irregular lesions and verification of infra-red frameless localization system.</a> J. Neurooncol. 97, 59-66 (2010).</li><li>Ling, C. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Commissioning+and+quality+assurance+of+RapidArc+radiotherapy+delivery+system.">Commissioning and quality assurance of RapidArc radiotherapy delivery system.</a> Int. J. Radiat. Oncol. Biol. Phys. 72, 575-581 (2008).</li><li>Otto, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Volumetric+modulated+arc+therapy:+IMRT+in+a+single+gantry+arc.">Volumetric modulated arc therapy: IMRT in a single gantry arc.</a> Med. Phys. 35, 310-317 (2008).</li><li>Paxinos, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> The Rat Brain in stereotaxic coordinates. , (2007).</li><li>Hess, D. C., Borlongan, C. V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cell-based+therapy+in+ischemic+stroke.">Cell-based therapy in ischemic stroke.</a> Expert. Rev. Neurother. 8, 1193-1201 (2008).</li><li>Hefferan, M. P., Johe, K., Feldman, E. L., Lunn, J. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Optimization+of+immunosuppressive+therapy+for+spinal+grafting+of+human+spinal+stem+cells+in+a+rat+model+of+ALS.">Optimization of immunosuppressive therapy for spinal grafting of human spinal stem cells in a rat model of ALS.</a> Cell. Transplant. , (2011).</li></ol>

אין ניגודי אינטרסים הכריז.

מחקר ניכרת מתנהלת חקירת עצום של דרכים שתאי גזע יכולים לשמש קלינית לשחזר פונקציות נורמלי רקמות שנפגעו, בני וחולים 8. מימוש בסופו של דבר המאמצים האלה תדרוש הבנה מפורטת של התנהגות של תאים בתוך engrafted microenvironments ייחודי נבדלים הרקמות הבריאות ללא פגע. העבודה שלנו הוכיחה כי בתוך המיטה רקמות מוקרן, NSCs engrafted cranially יכולה לשחזר מבחינה תפקודית קוגניציה, שם הם לשרוד, להעביר להבדיל לאורך שושלות עצביים גליה 2. בדיוק כיצד תאים אלה לתווך התאוששות של ההכרה אינו ברור כרגע, אבל תלוי ביצוע סידרת ניסויים מבוקרים היטב נהלים באופן לשחזור. יש לנו נהלים אלה מפורטים קריטי כאן מאמצים לזרז את הפוטנציאל translational של טיפולים בתאי גזע עבור לטיוב תופעות לוואי קוגניטיביות הקשורותניהול קליני של המוח וצורות אחרות של סרטן. שיקולים נוספים שעשויים להשפיע באופן משמעותי על איכות הנתונים מודגשים להלן. טיפולים והשתלות מבוסס תלוי בתאי גזע כמו מגיב קריטי, ובהתאם לכך, יש לדאוג למימוש שצריך לאפיין תרבויות, לשמור על עקרות להשתמש במספרים מעבר מתאימים על האמינות של תוצאות. המושתלים בתאי גזע אנושיים תויגו עם BrdU לפני הניתוח, על מנת לספק אמצעי אחד למעקב אותם in vivo. תחת תנאי הניסוי שלנו, NSCs המושתלים לא עברו התפשטות נרחבת, כך דילול של התווית BrdU לא היה בעייתי. לחלופין, המושתלים בתאי גזע אנושיים ניתן להבחין בין התאים על ידי המארח immunostaining עבור סמנים ספציפיים אדם כגון חלבון מטריקס גרעיני (h-NUC או hNUMA) 9 או אדם ספציפי לערמונית גרעיני (HuNu) 2. בתאי גזע האדם יכול גם להיות מתויג עםמגוון רחב של סמנים ניאון כדי להקל על הזיהוי שלהם בתוך המוח המארח. שימו לב לפרמטרים הקרנה להגדיר מדויק משלוח טכניקות מנה, לבין אלה שתוארו כאן המודל הנוכחי פרקטיקות קליני לאונקולוגיה. השתלת לשעתקו בתאי גזע במוח הוא גם קריטי, מושגת באמצעות מכשיר stereotaxic דיגיטלית. היכולת בדיוק micromanipulate מזרק מיקרו להשתלה בתאי גזע המוח במבנים קטנים כמו ההיפוקמפוס מקטינה באופן משמעותי טעויות אנוש. באמצעות מנגנון זה, NSCs הושתלו בארבעה אתרים שונים פורש הקדמי אזורים של ההיפוקמפוס האחורי חולדה. Dorso-הגחון (DV) קואורדינטות נקבעו על סמך ניסיון עם athymic בעירום (ATN) חולדות כזה ניתוחים לא יגרום נזק להיווצרות 2 בהיפוקמפוס. קטע העטרה דרך המוח עכברוש מגלה מבנים מפתח כולל היווצרות בהיפוקמפוסuding gyrus משוננת (DG), את hilus משוננת (DH) ו CA1 ו CA3 תת תחומים (איור 8). NSCs המושתלים, הציג dorsally מתוך מערכת מחט לעין (NT, Redline), הם דמיינו כמו כתמים כהים (חום) תאים שהופקדו באתר ההשתלה שחרור (Tr) ממש מתחת כפיס המוח (CC), כי לאחר מכן נודדים ברחבי septo ציר ה-הזמני של ההיפוקמפוס.

<table border="1" style=";text-align:right;direction:rtl"><tbody><tr><td> חומר שם </td><td> סוג </td><td> חברה </td><td> מספר קטלוגי </td><td> הערה </td></tr><tr><td> Instrument Digital Stereotaxic w/45 ° ו 18 ° Earbars </td><td> הגולגולת השתלה כירורגית ההתקנה </td><td> Leica Microsystems (בעבר: MyNeuroLab) </td><td> 39463501 </td><td> אביזרים שימושיים: שלב החימום עם מקור זרם משתנה (כדי לשמור על טמפרטורת הגוף במהלך ניתוח) </td></tr></tbody></table>

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

רדיותרפיה לעתים קרובות מספק את המפלט היחיד קליניים אלה לקתה גידולים במוח ראשוני או גרורתי. אמנם מועיל, הקרנה הגולגולת יכול לגרום לירידה הדרגתית מתישה בהכרה שעשויים, בין השאר, להיגרם על ידי דלדול של בתאי גזע עצביים. בהתחשב הישרדות מוגברת של חולים שאובחנו עם סרטן המוח, איכות החיים במונחים של בריאות קוגניטיבית הפכה הדאגה הגוברת, במיוחד בהיעדר לטווח ארוך טיפולים משביע רצון. כדי לענות על חשש זה בריאותיות חמורות השתמשנו תא גזע החלפת כאסטרטגיה להילחם קרינה הנגרמת ירידה קוגניטיבית. המודל שלנו מנצל חולדות בעירום athymic נתון הקרנה גולגולתי. קרינה מייננת היא מועברת כמו המוח או כולו או כמו קרן ממוקדת מאוד בהיפוקמפוס באמצעות לין אוזן radiosurgery (linac) ccelerator stereotaxic מבוסס. יומיים לאחר הקרנה, huאדם בתאי גזע עצביים (hNSCs) הושתלו stereotaxically אל ההיפוקמפוס. העכברים הוערכו אז לשינויים, קוגניציה הישרדות התא מורכבים ועל הביטוי של התמיינות ספציפית סמנים 1 ו - 4 חודשים לאחר ההקרנה. פרדיגמות קוגניטיביות שלנו בדיקות הראו כי חיות engrafted עם hNSCs התערוכה שיפור משמעותי בתפקוד הקוגניטיבי. Stereology משוחדת מגלה הישרדות משמעותי (10-40%) של תאים engrafted ב 1 ו - 4 חודשים לאחר ההשתלה, תלוי בכמות וסוג של תאים מורכבים. תאים נודדים Engrafted בהרחבה, להבדיל לאורך שושלות גליה ו העצבית, ולבטא מגוון רחב של סמנים פנוטיפי בשלה ובוגרת. הנתונים שלנו מראים יתרונות קוגניטיביים ישיר engrafted שמקורם בתאי גזע אנושיים, טוען כי הליך זה עלול יום אחד להרשות לעצמו אסטרטגיה מבטיח לשיקום לטווח ארוך הפונקציונלית של קוגניציה אצל אנשים חשופים radiot גולגולתיherapy. כדי לקדם את הפצת הנהלים קריטי צורך לשכפל ולהרחיב את הלימודים שלנו, אנו מספקים תיעוד בכתב חזותיים של צעדים מרכזיים בתוכנית ניסיונית שלנו, עם דגש על stereotaxic radiosurgey והשתלות.

Watch this Scientific Journal Video about Stem Cell Transplantation Strategies for the Restoration of Cognitive Dysfunction Caused by Cranial Radiotherapy at JoVE.com

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

הגידול בחולים המוח שגרתי לעבור הקרנות גולגולתי, ואף מועיל, טיפול זה לעתים קרובות תוצאות תפקוד קוגניטיבי מתישה. זו הבעיה הבלתי פתורה רציני כרגע, לא נותר קליני, העלתה את המאמצים שלנו כדי לתכנן תא גזע טיפולים מבוססי להתאוששות של קרינה הנגרמת decrements קוגניטיבי.

גזע להשתלות אסטרטגיות Cell לשיקום של ליקוי קוגניטיבי נגרמת על ידי הקרנות גולגולתי

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

Orthotopic אבי העורקים להשתלות: מודל עכברוש לחקר התפתחות vasculopathy כרונית

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

A Mouse Model of in Utero Transplantation

A Mouse Model of in Utero Transplantation

במודל עכבר של בתוך הרחם השתלה

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

כימות decrements קוגניטיבי נגרמת על ידי הקרנות גולגולתי

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

גזע השתלת תאים ב במבחנה דגם סימולציה איסכמיה / reperfusion

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

Isolation, Characterization and Comparative Differentiation of Human Dental Pulp Stem Cells Derived from Permanent Teeth by Using Two Different Methods

בידוד, אפיון והשוואתי התמיינות של תאי גזע אנושיים שיניים זולות נגזרה שיניים קבועות על ידי שימוש בשתי שיטות שונות

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

השתלת תאי גזע עצבית בדגם ניסיוני של Contusive פגיעה בחוט השדרה

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

תפוקה אפיון גבוה של תאי גזע בוגרי תכנון הנדסי למשלוח גורמים טיפוליים לאסטרטגיה הגנה עצבית

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

לומד סרטן לבלב גזע מאפייני תא לפיתוח טיפול חדש אסטרטגיות

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

Normothermic<em&gt; Ex Vivo</em&gt; זלוף כליות לשימור הכליה שתלים לפני השתלה

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

Creation and Transplantation of an Adipose-derived Stem Cell (ASC) Sheet in a Diabetic Wound-healing Model

Creation and Transplantation of an Adipose-derived Stem Cell ASC Sheet in a Diabetic Wound-healing Model

יצירת והשתלות של גיליון נגזר שומן בתאי גזע (ASC) במודל של ריפוי פצע סוכרתי

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