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) for å støtte mikros analyse og prosjekter som involverer hjerte reparasjon, teknikerne og lederen av vår dyre anlegget. Dette arbeidet har vært støttet av British Heart Foundation (BHF), prosjektstøtte PG/10/019. MPS er støttet av MYI og BHF. TP er en BHF-Forskning Excellence Fellow. NR er en NH &amp; MRC Australia Fellow.

Alle dyrestudier ble utført i samsvar med internasjonale (Direktiv 2010/63/EU av Europaparlamentet) og nasjonalt (UK Home Office, Act 1986) regelverk. Prosedyrene beskrevet her er en del av vår plan for arbeid under britiske konsesjonsmyndighetene, og har ikke blitt foretatt i den hensikt opptaket. En. Utarbeidelse av celler Denne protokollen beskriver utarbeidelse av en bestemt cellelinje (Human embryonale nyre, HEK293 celler) for demonstrasjonsformål. Cell-spe...

I dette manuskriptet, har vi vist hvordan du utfører intramyocardial injeksjon av celler i murine hjerter. Som et bevis på denne metodikken, har vi brukt HEK293 celler. Det er viktig å understreke at HEK293 celler ikke blir brukt i noen celleterapi studie og derfor resultatene av dette manuskriptet er ikke egnet for direkte oversettelse til en terapeutisk tilnærming. Imidlertid, det faktum at HEK293-celler ikke er kontraktile celler og ikke transdifferentiate i andre celletyper retter oppmerksomheten mot tekniske as...

Ulike celleleverings protokoller har blitt testet i murine og rottemodeller av hjerte-og karsykdommer med sikte på å oversette effektivitet, effekt og sikkerhet av denne eksperimentelle prosedyren hos mennesker. I små gnagere hjerter, er intramyocardial celle levering mest mulig metode for celle levering 1,2, mens den i rottehjerte antegrad 3 og retrograd fire intracelle infusjon kan også anvendes. Begge metodene har begrensninger og fordeler. Cell levering intrakoronart har teoretiske fordeler fremfor direkte intramuskulær injeksjon i å fremme global celle formidling tre, men det har også risikoen for å forårsake koronar emboli 3,5. Begrensninger på intramyocardial levering er forbundet med mekanisk skade, akutt betennelse, og hjerteinfarkt skader 6,7. Hos mennesker er celler for hjerte reparasjon levert av intramyocardial injeksjon gjennom en endokardiale eller kirurgisk epikardialtnærme eller ved intra arteriell rute 8. Injeksjon av transvascular ruter er egnet hos pasienter med akutt infarkt og reperfusert myokard, men kan ikke være mulig i tilfelle av total okklusjon eller dårlig flyt i blodårene i berørt område 9. Direkte injeksjon inn i den ventrikulære veggen ved transendocardial eller transepicardial injeksjon er teknisk mulig, avhengig av pasientens helsetilstand. Faktisk har det vist seg at denne teknikken er trygt 10,11, selv om det for transepicardial injeksjon en åpen bryst operasjon er nødvendig og for transendocardial nærmer seg en elektro kartlegging for hver pasient er nødvendig for å skille områder av levedyktige iskemisk eller arret 9. myokardiet. Viktigere, i celleterapi studier valget av den beste mobil å bli transplantert er fortsatt under etterforskning. Kortsiktige analyser (4 uker) viste at injeksjon av kardiale stamceller definert som cardiospheres <sopp&gt; 12 eller side befolknings celler fra benmargen 13 indusert hjertestans funksjonell bedring i murine 14 og rotte 15 modeller av hjerteinfarkt ved å redusere arr størrelse og celledød. Allogen transplantasjon av cardiospheres i en rotte hjerteinfarkt modell uten immunsuppresjon ble funnet å være trygg, fremmet hjerte gjenfødelse, og forbedret hjertefunksjon gjennom stimulering av endogene reparasjonsmekanismene 15. Lin-/c-kit + voksne stamceller i hjertet ble vist å være selvforsynt, clonogenic, og multipotent in vitro og in vivo, og når det injiseres en iskemisk rottehjerte rekonstruert store deler av den skadde hjerteinfarkt veggen 16 og hadde den evne til å danne ledende og mellomstore koronar arterier 17. Disse lovende data drevet fase I og II kliniske studier på mennesker: injeksjon av autologe og allogene stamceller (MSC) 18, cardiospheres 19eller c-Kit positive kardiale stamceller (CSC) 20 i iskemiske menneskers hjerter hver viste gunstige effekter i hjertefunksjon i langtidsstudier. Likevel omfattende langsiktig oppfølging og retrospektiv meta-analysen viste at stamcelleterapi gir betydelig fordel for noen pasienter, men ikke i andre med en rekke uforutsigbare utfall 21. Det er mulig at disse begrensningene vil nødvendiggjøre utformingen av spesifikke protokoller i celle levering for hvert individ, og hver sykdom. I mus og rottemodeller, langtidsstudier viste at celle injeksjon ikke ytterligere forbedre hjertefunksjon (12 måneder). Faktisk, grafts av humane embryonale stamcelle avledet cardiomyocytes (hESC-CM) ble i stor grad isolert fra verts myocardium av et lag av fibrotisk vev 22,23. Lignende resultater har blitt observert etter intramyocardial transplantasjon av skjelett myoblasts inn i hjertet av infarkt mus 24. Furthermore, den langsiktige evne til allogene MSCs å bevare funksjonen i infarkt hjerte har vært begrenset av overgangen fra en immunoprivileged til en immunogent tilstand etter differensiering 25. Tatt i betraktning de utfordringene og prospekter som er skissert ovenfor, viser vi her hvordan du kan levere celler ved intramyocardial injeksjon i mus. Vi ser at celler uten cardiomyocyte kontraktile egenskaper ikke er forbundet med verts myokardium og danne en sammenhengende masse med en tynn fibrotisk barriere. Selv om det i noen tilfeller er dette resultatet kan være fordelaktig, kan den følgende analysen være nyttig for å forstå hvordan celle engraftment kan være modulert for å generere funksjonsmessig forbundne myokardielle strukturer også.

<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 studier viste at celle levering fremmer hjertefunksjon forbedring ved frigjøring av cytokiner og faktorer som øker hjertevevet revaskularisering og celle overlevelse. I tillegg er ytterligere observasjoner viste at bestemte stamceller, slik som hjerte-stamceller, mesenchymale stamceller og cardiospheres har evnen til å integrere i den omkringliggende hjertemuskelen ved å differensiere til kardiomyocytter, glatte muskelceller og endotelceller. Her presenterer vi de materialer og metoder for å pålitelig levere noncontractile celler inn i venstre ventrikkel vegg av immunodepleted mus. De fremspringende trinn i denne fremgangsmåten involverer mikro anestesi og analgesi injeksjon, intratrakeal intubasjon, innsnitt for å åpne brystkassen og blottlegge hjertet og levering av celler av en steril 30-gauge nål og en presisjonsmikroliter sprøyte. Tissue behandling bestående av hjerte høsting, embedding, snitting og histologisk farging viste at intramyocardial celleinjeksjon ga en liten skade i epicardial område, så vel som i den ventrikulære veggen. Noncontractile celler ble opprettholdt i den myokardial vegg av immunkompromitterte mus og var omgitt av et lag av fibrøst tissue, sannsynlighet for å beskytte mot kardial trykk og mekanisk belastning.

Vi injisert HEK293 celler, som er skjelnes fra hjerteceller ved sin annen morfologi (fig. 1), med en brostein form i forhold til de langstrakte cardiomyocytes (Figur 1a). HEK293 cellene var mer reaktiv til hematoxylin fargestoff (blå farge) i forhold til cardiomyocytes (rosa farge), sannsynligvis på grunn av deres økte kjerneinnhold (figur 1A). For ytterligere å skille de injiserte celler fra vertsvevet, ble HEK293-celler merket med DAPI 2 timer før injeksjon. Merk...

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 av kardiovaskulære sykdommer, så som hypertensjon eller myokardialt infarkt, er mye brukt for å teste det terapeutiske potensial av forskjellige celletyper i regenerative studier. Derfor vil en detaljert beskrivelse og en klar visualisering av denne kirurgiske prosedyren bidra til å definere grensene og fordeler av hjerte-celle terapeutiske analysene i smågnagere.

Intramyocardial Cell Levering: Observasjoner i murine Hearts

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

Ultralydveiledet Transtorakal Intramyocardial Injeksjon 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

Murine Modell av lårarteriens Wire Injury med Implantasjon av en perivaskulære 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

Induksjon og vurdering av iskemi-reperfusjon Injury in Langendorff-perfuserte 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

PCI kontrast Echocardiography-guidede Intramyocardial injeksjon og celle levering i en stor prekliniske modell

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 carotis arterie trykkkontrollert segmental ballong skade med periadventitial terapeutisk applikasjon

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

Slicing og culturing gris hjerter 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 intramyokarell levering av stamceller etter iskemi reperfusjonsskade i en Murine-modell

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

Intramyokarial transplantasjon av MSC-lasting injiserbare hydrogeler etter hjerteinfarkt i en Murine-modell

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