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

Wij danken de Magdi Yacoub Instituut (MYI) voor het ondersteunen van microscopie analyse en de projecten waarbij cardiale reparatie, de technici en de manager van onze dierlijke faciliteit. Dit werk werd ondersteund door de British Heart Foundation (BHF), Project subsidie ​​PG/10/019. MPS wordt ondersteund door de MYI en BHF. TP is een BHF-Research Excellence Fellow. NR is een NH &amp; MRC Australië Fellow.

Alle dieren werden uitgevoerd in overeenstemming met de internationale (Richtlijn 2010/63/EU van het Europees Parlement) en nationale (UK Home Office, Act 1986) regelgeving. De hierin beschreven procedures maken deel uit van ons plan van het werk volgens de Britse autoriteiten van afgifte en zijn niet uitgevoerd voor het doel van de opname. 1. Bereiding van Cellen Dit protocol beschrijft de bereiding van een bepaalde cellijn (humane embryonale nier, HEK293 cellen) ...

In dit manuscript, hebben we laten zien hoe intramyocardiale injectie van cellen uit te voeren in muizen harten. Als bewijs van deze methode, hebben we gebruik gemaakt HEK293 cellen. Het is belangrijk te benadrukken dat HEK293 cellen niet worden gebruikt in een celtherapie studie en de vaststellingen van dit manuscript zijn niet geschikt voor directe vertaling van een therapeutische benadering. Het feit dat HEK293 cellen niet contractiele cellen en niet transdifferentiëren in andere celtypen richt de aandacht op techni...

Verschillende cel leveringsprotocollen zijn getest in muizen en ratten modellen van cardiovasculaire ziekten teneinde vertalen de efficiëntie, doeltreffendheid en veiligheid van deze experimentele procedure menselijke patiënten. In kleine knaagdier harten, intramyocardiale cel levering is de meest haalbare methode van cel levering 1,2, terwijl in de rat hart antegrade 3 en 4 retrograde intracoronaire cel infusie kan ook worden gebruikt. Beide methoden hebben beperkingen en voordelen. Cel levering intracoronair heeft theoretische voordelen ten opzichte van directe intramusculaire injectie in de bevordering van de wereldwijde verspreiding cel 3, maar het heeft ook het risico van het veroorzaken van coronaire embolie 3,5. Beperkingen op intramyocardiale levering worden geassocieerd met mechanische schade, acute ontsteking, en myocardschade 6,7. Bij de mens, zijn cellen voor cardiale reparatie door intramyocardiale injectie geleverd via een endocardiale of chirurgische epicardiaalbenaderen of door intracoronair arteriële route 8. Injectie door transvasculaire routes is geschikt bij patiënten met acute infarct en gereperfundeerde myocard, maar is niet altijd mogelijk in het geval van totale afsluitingen of slechte doorstroming binnen de vaten van de getroffen gebied 9. Directe injectie in de ventriculaire wand van transendocardial of transepicardial injectie technisch mogelijk afhankelijk van de patiënt gezondheidstoestand. Inderdaad is aangetoond dat deze techniek veilig 10,11, hoewel voor transepicardial injectie open borstchirurgie noodzakelijk en transendocardial benaderingen een elektrofysiologische afbeelding voor elke patiënt moet plaatsen van levensvatbare ischemisch myocardium of littekens 9 differentiëren. Belangrijk in celtherapie studies de keuze van de beste cel te transplanteren wordt nog onderzocht. Korte termijn analyses (4 weken) aan dat injectie van cardiale stamcellen gedefinieerd cardiospheres <sup&gt; 12 of side population stamcellen uit beenmerg 13 geïnduceerde cardiale functioneel herstel in muizen 14 en rat 15 modellen van myocard infarct door het verminderen van litteken grootte en celdood. Allogene transplantatie van cardiospheres in een rat hartinfarct model zonder immunosuppressie werd veilig bevonden, bevorderd cardiale regeneratie, en een verbeterde hartfunctie door middel van stimulatie van endogene mechanismen reparatie 15. Lin-/c-kit + volwassen progenitorcellen in het hart bleken zelf-vernieuwing, clonogene en multipotent in vitro en in vivo, en bij injectie in een ischemische rattehart gereconstitueerde grote delen van de verwonde hartspier 16 en hadden mogelijkheid om geleidende en intermediair-en kleinbedrijf kransslagaders 17 vormen. Deze veelbelovende gegevens aangewakkerd fase I en II klinische studies bij de mens: injectie van autologe en allogene mesenchymale stamcellen (MSC) 18, cardiospheres 19Of c-Kit positieve cardiale stamcellen (CSC) 20 in ischemisch mensenharten elk werden voordelen van de hartfunctie in lange termijn studies. Toch uitgebreide lange termijn follow-up en een retrospectieve meta-analyse toonde aan dat stamceltherapie biedt aanzienlijke voordelen voor sommige patiënten, maar niet bij anderen met een bereik van onvoorspelbare uitkomsten 21. Het is mogelijk dat deze beperkingen het ontwerp van specifieke protocollen cel levering voor ieder individu en ziekte noodzakelijk. In muis en rat modellen, lange-termijn studies blijkt dat celinjectie geen verdere verbetering van de hartfunctie (12 maanden). Inderdaad, enten van menselijke embryonale stamcellen afgeleide cardiomyocyten (hESC-CM) werden grotendeels geïsoleerd van de host myocard door een laag van fibrotische weefsel 22,23. Vergelijkbare resultaten zijn waargenomen na intramyocardiale transplantatie van skeletmyoblasten naar het hart van geïnfarceerde muizen 24. Furthermore, de lange termijn kan van allogene MSC om te functioneren in het infarct hart bewaren is beperkt door overgang van een immunoprivileged tot een immunogeen staat na differentiatie 25. Rekening houdend met de uitdagingen en vooruitzichten hierboven geschetste, tonen we hier hoe cellen leveren door intramyocardiale injectie bij muizen. We zien dat de cellen zonder cardiomyocyte contractiele eigenschappen niet verbonden met de gastheer myocard en vormen een samenhangende massa met een dunne fibrotische barrière. Hoewel in sommige gevallen uitkomst voordelig kunnen zijn, kan de volgende analyse nuttig zijn om te begrijpen hoe cellen innesteling kunnen variabel zijn om functioneel verbonden myocard structuren genereren ook.

<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

Eerdere studies toonden aan dat de cel levering bevordert de hartfunctie verbetering door afgifte van cytokinen en factoren die hartweefsel revascularisatie en overleving van cellen te verhogen. Bovendien aanvullende opmerkingen bleek dat stamcellen, zoals hart stamcellen, mesenchymale stamcellen en cardiospheres hebben de mogelijkheid om te integreren in het omliggende myocard door differentiëren in cardiomyocyten, gladde spiercellen en endotheelcellen. Hier presenteren we de materialen en methoden betrouwbare levering noncontractile cellen in de linker ventriculaire wand van immunologisch muizen. De meest opvallende stappen van deze microchirurgische procedure te betrekken anesthesie en analgesie injectie, intratracheale intubatie, incisie aan de borst te openen en het hart en de levering van de cellen bloot door een steriele 30-gauge naald en een precisie microliter spuit. Weefselverwerking bestaande uit hart oogsten, embedding snijden en histologische kleuring toonde aan dat intramyocardial celinjectie produceerde een kleine beschadiging het epicardiale gebied, en in de ventriculaire wand. Noncontractile cellen werden gehandhaafd in de myocardiale wand van immuungecompromitteerde muizen en werden omringd door een laag van fibrotisch weefsel, waarschijnlijk tegen cardiale druk en mechanische belasting.

Geïnjecteerd HEK293 cellen, die onderscheiden van de hartcellen door hun verschillende morfologie (figuur 1) zijn, met een geplaveide vorm opzichte van de langwerpige cardiomyocyten (Figuur 1A). HEK293 cellen waren meer reactief naar hematoxylin kleurstof (blauw) vergeleken met hartspiercellen (roze kleur), waarschijnlijk vanwege hun toegenomen nucleaire inhoud (figuur 1A). Om verder te onderscheiden van de geïnjecteerde cellen van het gastheerweefsel werden HEK293 ce...

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

Intramyocardial Cell Delivery: Observations in Murine Hearts

Intramyocardial cel levering in muriene modellen van cardiovasculaire ziekten, zoals hypertensie of myocardiaal infarct, wordt veel gebruikt om het therapeutisch potentieel van verschillende celtypes in regeneratieve studies testen. Daarom zal een gedetailleerde beschrijving en een duidelijke visualisatie van deze chirurgische procedure helpen om de beperkingen en voordelen van cardiovasculaire cel therapeutische analyses in kleine knaagdieren te definiëren.

Intramyocardiale Cell Levering: Waarnemingen in Muizen Harten

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

Kransslagader Ligatie en Intramyocardial Injectie in een muizenmodel van 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

Vermindering van Linksventriculaire Muur Stress en verbetering in functie in gebreke Harten behulp 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

Echogeleide Transthoracale intramyocardiale Injectie in Muizen

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

Muizenmodel van Femorale Artery Wire Injury met Implantatie van een Perivasculaire 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

Inductie en beoordeling van ischemie-reperfusie schade in Langendorff-geperfuseerde Rat Hearts

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

Percutane Contrast echocardiografie geleide Intramyocardial injectie en cel levering in een grote preklinische 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

Een Rat Carotid Artery Pressure-Controlled Segmental Balloon Injury met Periadventitial Therapeutic 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

Snijden en kweken Varkensharten onder fysiologische omstandigheden

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

Vertraagde intramyocardial levering van stamcellen na Ischemie Reperfusie Letsel in een 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

Intramyocardtransplantatie van MSC-Loading Injecteerbare Hydrogels na myocardinfarct in een 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 ...