Name: intramyocardial cell delivery: observations in murine hearts
Uploaded: 2014-01-24T15:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Intramyocardial Cell Delivery: Observations in Murine Hearts at JoVE.com

Vi takker Magdi Yacoub Institute (MYI) til at støtte mikroskopi analyse og de projekter, der involverer hjerte-reparation, teknikerne og Manager af vores dyr facilitet. Dette arbejde er blevet støttet af British Heart Foundation (BHF), Projektbevilling PG/10/019. MPS er støttet af MYI og BHF. TP er en BHF-Research Excellence Fellow. NR er en NH &amp; MRC Australien Fellow.

Alle dyreforsøg blev udført i overensstemmelse med international (direktiv 2010/63/EF af Europa-Parlamentet) og nationale (britiske indenrigsministerium, Act 1986) regler. Procedurerne beskrevet heri er en del af vores plan for arbejdet under britisk licens myndigheder og ikke er blevet iværksat med henblik på optagelse. 1.. Fremstilling af celler Denne protokol beskriver fremstillingen af ​​en specifik cellelinie (humane embryonale nyre, HEK293-celler) til...

I dette manuskript, har vi vist, hvordan man udfører intramyocardial injektion af celler i murine hjerter. Som et bevis på denne metode, har vi brugt HEK293 celler. Det er vigtigt at understrege, at HEK293 cellerne ikke anvendes i enhver celle terapi studie, og derfor resultaterne af dette manuskript er ikke egnede til direkte oversættelse til en terapeutisk tilgang. Den omstændighed, at HEK293-celler ikke er kontraktile celler og ikke transdifferentiate i andre celletyper sætter fokus på de tekniske aspekter sås...

Forskellige celle levering protokoller er blevet testet i murine og rotte modeller af hjerte-kar-sygdomme med henblik på at omsætte den effektivitet, effekten og sikkerheden af ​​denne eksperimentelle procedure i menneskelige patienter. I små gnavere hjerter, intramyocardial celle levering er den mest brugbare metode til celle levering 1,2, mens den i rottehjerte antegrad 3 og retrograd 4 intrakoronar celle infusion også kan anvendes. Begge metoder har begrænsninger og fordele. Cell levering via intrakoronar har teoretiske fordele end direkte intramuskulær injektion i at fremme global formidling 3 celle, men det har også risiko for at forårsage koronar emboli 3,5. Begrænsninger intramyocardial levering er forbundet med mekanisk skade, akut inflammation og myocardieskade 6,7. Hos mennesker er celler til hjerte-reparation leveret af intramyocardial injektion gennem en endokardial eller kirurgisk epikardialnærmer sig eller ved intrakoronar arteriel rute 8. Injektion af transvascular ruter er velegnet til patienter med akut infarkt og reperfunderet myokardiet, men kan ikke være muligt i tilfælde af samlede tillukning eller dårlig strømning inden for fartøjer af sted territorium 9.. Direkte indsprøjtning i ventrikelvæggen ved transendocardial eller transepicardial injektion er teknisk muligt, afhængigt af patientens sundhedstilstand. Faktisk har det vist sig, at denne teknik er sikkert 10,11, selv om transepicardial injektion en åben kiste kirurgi er nødvendig, og for transendocardial nærmer en elektrofysiologiske kortlægning for hver patient er forpligtet til at differentiere steder af levedygtige iskæmisk eller arret myokardiet 9. Vigtigere er det, i undersøgelser celleterapi valget af den bedste celle, der skal transplanteres, er stadig under undersøgelse. Kortfristede analyser (4 uger) viste, at injektion af hjerte stamceller defineret som cardiospheres <sop&gt; 12 eller side befolkningsgrupper celler fra knoglemarv 13 kardielle funktionel genopretning i murine 14 og rotte 15 modeller af myokardieinfarkt ved at mindske ar størrelse og celledød. Allogen transplantation af cardiospheres i en rotte myokardieinfarkt model uden immunosuppression blev fundet at være sikker, forfremmet hjerte-regeneration, og forbedret hjertefunktion gennem stimulering af endogene reparationsmekanismer 15. Lin-/c-kit + voksne stamceller i hjertet viste sig at være selvfornyende, klonogene og multipotente in vitro og in vivo, og når det injiceres i en iskæmisk rottehjerte rekonstitueret store dele af den skadede myocardial væg 16 og havde evne til at danne ledende og mellemliggende størrelse kranspulsårerne 17. Disse lovende data drevne fase I og II kliniske forsøg i mennesker: injektion af autologe og allogene mesenkymale stamceller (MSC) 18, cardiospheres 19eller c-Kit positive kardiel stamceller (CSC) 20 i humane iskæmiske hjerter hver viste gavnlig effekt på hjertets funktion i langtidsstudier. Ikke desto mindre omfattende langsigtet opfølgning og retrospektiv meta-analyse viste, at stamcelleterapi giver betydelig fordel for nogle patienter, men ikke i andre med en række uforudsigelige resultater 21. Det er muligt, at disse begrænsninger vil nødvendiggøre udformningen af ​​specifikke protokoller celle levering for den enkelte og hver sygdom. I mus og rotte modeller langtidsstudier, afslørede, at celle indsprøjtning ikke yderligere at forbedre hjertets funktion (12 måneder). Faktisk blev transplantater af humane embryonale stamceller afledt cardiomyocytes (embryonale-CM) stort set isoleret fra værten myokardiet af et lag af fibrøst væv 22,23. Lignende resultater er blevet observeret efter intramyocardial transplantation af skeletmyoblaster ind i hjertet af infarcted mus 24. Furthermore, den langsigtede evne til allogene MSC for at bevare funktionen i infarcted hjerte er blevet begrænset af overgangen fra en immunoprivileged til en immunogen tilstand efter differentiering 25. Under hensyntagen til de udfordringer og perspektiver, der er skitseret ovenfor, viser vi her, hvordan man leverer celler ved intramyocardial injektion i mus. Vi observerer, at celler uden cardiomyocyte kontraktile egenskaber ikke er forbundet med værten myokardiet og danne en sammenhængende masse med en tynd fibrøs barriere. Selvom der i nogle tilfælde dette resultat kan være en fordel, kan følgende analyse være nyttigt at forstå, hvordan celle transplantation kan gradueres for at generere funktionelt forbundne myokardie strukturer samt.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="560">
	<colgroup>
		<col />
		<col />
		<col />
		<col />
	</colgroup>
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:103px;">Isolator</td>
			<td style="width:115px;">Pfi systems</td>
			<td style="width:88px;">-</td>
			<td style="width:255px;">Quotation needed</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:103px;">Heating Pad</td>
			<td style="width:115px;">Vet Tech Solutions</td>
			<td style="width:88px;">HE006</td>
			<td style="width:255px;">For small animals</td>
		</tr>
		<tr height="63">
			<td height="63" style="height:63px;width:103px;">medetomidine</td>
			<td style="width:115px;">National veterinary Service</td>
			<td style="width:88px;">-</td>
			<td style="width:255px;">Veterinary prescription is necessary</td>
		</tr>
		<tr height="63">
			<td height="63" style="height:63px;width:103px;">ketamine hydrochloride</td>
			<td style="width:115px;">National veterinary Service</td>
			<td style="width:88px;">-</td>
			<td style="width:255px;">Veterinary prescription is necessary</td>
		</tr>
		<tr height="63">
			<td height="63" style="height:63px;width:103px;">atipamezole</td>
			<td style="width:115px;">National veterinary Service</td>
			<td style="width:88px;">-</td>
			<td style="width:255px;">Veterinary prescription is necessary</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:103px;">Hair removal cream</td>
			<td style="width:115px;">Commercial shops</td>
			<td style="width:88px;">-</td>
			<td style="width:255px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:103px;">buprenorphine</td>
			<td style="width:115px;">NVS</td>
			<td style="width:88px;">-</td>
			<td style="width:255px;">Veterinary prescription is necessary</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:103px;">Leica MZFLIII microscope</td>
			<td style="width:115px;">Leica</td>
			<td style="width:88px;">Model S6E</td>
			<td style="width:255px;">With swing arm stand TS0</td>
		</tr>
		<tr height="84">
			<td height="84" style="height:84px;width:103px;">Hamamatsu Nanozoomer digital slide scanner</td>
			<td style="width:115px;">Hamamatsu</td>
			<td style="width:88px;">RS series</td>
			<td style="width:255px;"></td>
		</tr>
		<tr height="63">
			<td height="63" style="height:63px;width:103px;">Scanning Electron Microscope</td>
			<td style="width:115px;">Jeol</td>
			<td style="width:88px;">JSM-6610</td>
			<td style="width:255px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:103px;">Blunt scissors</td>
			<td style="width:115px;">FST</td>
			<td style="width:88px;">14084-09</td>
			<td style="width:255px;"></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:103px;">Minivent</td>
			<td style="width:115px;">Harvard apparatus</td>
			<td style="width:88px;">73-0043</td>
			<td style="width:255px;">Including small Y adapter (73-0027) and intubation cannula (73-2844)</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:103px;">Forceps</td>
			<td style="width:115px;">FST</td>
			<td style="width:88px;">11052-10</td>
			<td style="width:255px;"></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:103px;">Retraction system</td>
			<td style="width:115px;">FST</td>
			<td style="width:88px;">18200-20</td>
			<td style="width:255px;">Kit for animals up to 200grams</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:103px;">30G 12mm; &#189; inch</td>
			<td style="width:115px;">BBraun</td>
			<td style="width:88px;">A210</td>
			<td style="width:255px;">Fine yellow</td>
		</tr>
		<tr height="63">
			<td height="63" style="height:63px;width:103px;">microliter syringe</td>
			<td style="width:115px;">ESSLAB</td>
			<td style="width:88px;">81201</td>
			<td style="width:255px;">Also include a Hamilton repeating dispenser PB 600-1 Catalogue number 83700</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:103px;">6-0 silk suture</td>
			<td style="width:115px;">Ethicon</td>
			<td style="width:88px;">W1614T</td>
			<td style="width:255px;"></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

intramyocardial cell delivery: observations in murine hearts

Tidligere undersøgelser har vist, at celle levering fremmer hjertefunktionen forbedring af frigivelse af cytokiner og faktorer, der øger hjertevæv revaskularisering og celleoverlevelse. Endvidere bør observationer viste, at specifikke stamceller, såsom hjerte-stamceller, mesenchymale stamceller og cardiospheres har evnen til at blive integreret i den omgivende myocardium ved at differentiere i cardiomyocytter, glatte muskelceller og endotelceller. Her præsenterer vi de materialer og metoder til pålideligt levere noncontractile celler i venstre ventrikel væg immunodepleted mus. De vigtigste trin i denne microsurgical procedure involverer anæstesi og analgesi injektion, intratracheal intubation indsnit at åbne kisten og udsætte hjertet og levering af celler med en steril 30 gauge kanyle og en præcision mikroliter sprøjte. Vævsbehandling bestående af hjerte høst, embedding, sektionering og histologisk farvning viste, at intramyocardial celle injektion produceret en lille skade i epicardial område, såvel som i den ventrikulære væg. Noncontractile celler blev bevaret i den myocardiale væg af immunkompromitterede mus og var omgivet af et lag af fibrøst væv, forventes at beskytte mod hjerte-tryk og mekanisk belastning.

Vi injicerede HEK293-celler, som kan skelnes fra hjerteceller ved deres forskellige morfologi (figur 1), med en brosten form i forhold til de langstrakte cardiomyocytter (Figur 1A). HEK293-celler var mere reaktive over for hematoxylin farvestof (blå farve) i forhold til cardiomyocytter (lyserød farve), sandsynligvis på grund af deres øgede nukleare indhold (figur 1A). For yderligere at adskille de injicerede celler fra værtsvævet blev HEK293-celler mærket med DAP...

Watch this Scientific Journal Video about Intramyocardial Cell Delivery: Observations in Murine Hearts at JoVE.com

Intramyocardial Cell Delivery: Observations in Murine Hearts

Intramyocardial celle levering i murine modeller af hjerte-kar-sygdomme, såsom forhøjet blodtryk eller myokardieinfarkt, er meget udbredt at teste det terapeutiske potentiale af forskellige celletyper i regenerative studier. Derfor vil en detaljeret beskrivelse og en klar visualisering af denne kirurgiske procedure hjælpe med at definere grænserne og fordelene ved hjerte-kar-celle terapeutiske analyser i små gnavere.

Intramyocardial Cell Levering: Observationer i murine Hjerter

Previous studies showed that cell delivery promotes cardiac function amelioration by release of cytokines and factors that increase cardiac tissue ...

Research

JoVE Journal

Medicine

Coronary Artery Ligation and Intramyocardial Injection in a Murine Model of Infarction

Mouse models are a valuable tool for studying acute injury and chronic remodeling of the myocardium in vivo.  With the advent of genetic modifications to ...

Reduction in Left Ventricular Wall Stress and Improvement in Function in Failing Hearts using Algisyl-LVR

Injection of  Algisyl-LVR, a treatment under clinical development, is intended to treat  patients with dilated cardiomyopathy. This treatment was recently ...

Ultrasound-guided Transthoracic Intramyocardial Injection in Mice

Ultralydsvejledt Transtorakal intramyocardial Injektion i mus

Murine models of cardiovascular disease are important for investigating pathophysiological mechanisms and exploring potential regenerative therapies. ...

Murine Model of Femoral Artery Wire Injury with Implantation of a Perivascular Drug Delivery Patch

Musemodel af lårarterien Wire Skade med implantation af en Perivaskulær Drug Delivery Patch

Percutaneous interventions including balloon angioplasty and stenting have been used to restore blood flow in vessels with occlusive vascular disease. ...

Induction and Assessment of Ischemia-reperfusion Injury in Langendorff-perfused Rat Hearts

Induktion og vurdering af iskæmi-reperfusion skade i Langendorff-perfusionerede rottehjerter

The biochemical events surrounding ischemia reperfusion injury in the acute setting are of great importance to furthering novel treatment options for ...

Percutaneous Contrast Echocardiography-guided Intramyocardial Injection and Cell Delivery in a Large Preclinical Model

Perkutan kontrast ekkokardiografi-styrede Intramyocardial injektion og celle levering i en stor prækliniske Model

Cell and gene therapy are exciting and promising strategies for the purpose of cardiac regeneration in the setting of heart failure with reduced ejection ...

A Rat Carotid Artery Pressure-Controlled Segmental Balloon Injury with Periadventitial Therapeutic Application

En rotte halspulsåren Tryk-kontrolleret segmental ballon skade med Periadventitial Terapeutisk Application

Cardiovascular disease remains the leading cause of death and disability worldwide, in part due to atherosclerosis. Atherosclerotic plaque narrows the ...

Slicing and Culturing Pig Hearts under Physiological Conditions

Udskæring og dyrkning af grisehjerter under fysiologiske forhold

Many novel drugs fail in clinical studies due to cardiotoxic side effects as the currently available in vitro assays and in vivo animal models poorly ...

Delayed Intramyocardial Delivery of Stem Cells after Ischemia Reperfusion Injury in a Murine Model

Forsinket Intramyokardie levering af stamceller efter Iskæmi Reperfusion Skade i en Murine Model

There is significant interest in the use of stem cells (SCs) for the recovery of cardiac function in individuals with myocardial injuries. Most commonly, ...

Intramyocardial Transplantation of MSC-Loading Injectable Hydrogels after Myocardial Infarction in a Murine Model

Intramyocardial Transplantation af MSC-Loading Injicerbare Hydrogels efter Myocardial Infarkt i en Murine Model

One of the major issues facing current cardiac stem cell therapies for preventing postinfarct heart failure is the low retention and survival rates of ...