Name: cell-based therapy for heart failure in rat: double thoracotomy for myocardial infarction and epicardial implantation of cells and biomatrix
Uploaded: 2014-09-22T13:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Cell-based Therapy for Heart Failure in Rat: Double Thoracotomy for Myocardial Infarction and Epicardial Implantation of Cells and Biomatrix at JoVE.com

De auteurs danken Prof Hendrik Tevaearai en het Ministerie van Cardiovasculaire Chirurgie voor financiële steun voor het eerste deel van de studie.

OPMERKING: Lewis mannelijke en vrouwelijke ratten, 200-220 g werden gehuisvest onder standaard laboratorium omstandigheden (12 uur licht en donker cyclus, ad libitum water en voedsel, IVC kooi). Alle dieren werden behandeld in overeenstemming met de aanbevelingen van de FELASA en de Zwitserse wet op de dierenbescherming. 1 Cell Voorbereiding: mesenchymale stamcellen Isolatie uit beenmerg <ol><li> Verdoven de ratten met isofluraan 5% en O 2 5 L / min in een inductie kame...

<ol>
	<li>Gjesdal, O., Bluemke, D. A., Lima, J. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cardiac+remodeling+at+the+population+level--risk+factors,+screening,+and+outcomes.">Cardiac remodeling at the population level--risk factors, screening, and outcomes.</a> Nat. Rev. Cardiol. 8, 673-685 (2011).</li><li>Alcon, A., Cagavi Bozkulak, E., Qyang, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Regenerating+functional+heart+tissue+for+myocardial+repair.">Regenerating functional heart tissue for myocardial repair.</a> Cell Mol. Life Sci. 69, 2635-2656 (2012).</li><li>Guex, A. G., Fortunato, G., Hegemann, D., Tevaearai, H. T., Giraud, M. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=General+Protocol+for+the+Culture+of+Cells+on+Plasma-Coated+Electrospun+Scaffolds.">General Protocol for the Culture of Cells on Plasma-Coated Electrospun Scaffolds.</a> Methods Mol. Biol. 1058, 119-131 (2013).</li><li>Selye, H., Bajusz, E., Grasso, S., Mendell, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Simple+techniques+for+the+surgical+occlusion+of+coronary+vessels+in+the+rat.">Simple techniques for the surgical occlusion of coronary vessels in the rat.</a> Angiology. 11, 398-407 (1960).</li><li>Gomes, A. C., Falcao-Pires, I., Pires, A. L., Bras-Silva, C., Leite-Moreira, A. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Rodent+models+of+heart+failure:+an+updated+review.">Rodent models of heart failure: an updated review.</a> Heart Fail. Rev. 18, 219-249 (2013).</li><li>Horstick, G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Surgical+procedure+affects+physiological+parameters+in+rat+myocardial+ischemia:+need+for+mechanical+ventilation.">Surgical procedure affects physiological parameters in rat myocardial ischemia: need for mechanical ventilation.</a> Am. J. Physiol. 276, 472-479 (1999).</li><li>Duchatelle, J. P., Vivet, P., Cortes, M., Groussard, O., Pocidalo, J. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Respiratory+and+Hemodynamic-Effects+of+Lateral+Thoracotomy+or+Sternotomy+in+Mechanically+Ventilated+Rats.">Respiratory and Hemodynamic-Effects of Lateral Thoracotomy or Sternotomy in Mechanically Ventilated Rats.</a> Eur. Surg. Res. 17, 10-16 (1985).</li><li>Giraud, M. N., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Hydrogel-based+engineered+skeletal+muscle+grafts+normalize+heart+function+early+after+myocardial+infarction.">Hydrogel-based engineered skeletal muscle grafts normalize heart function early after myocardial infarction.</a> Artif. Organs. 32, 692-700 (2008).</li><li>Siepe, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Myoblast-seeded+biodegradable+scaffolds+to+prevent+post-myocardial+infarction+evolution+toward+heart+failure.">Myoblast-seeded biodegradable scaffolds to prevent post-myocardial infarction evolution toward heart failure.</a> J. Thorac. Cardiov. Sur. 132, 124-131 (2006).</li><li>Guex, A. G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Plasma-functionalized+electrospun+matrix+for+biograft+development+and+cardiac+function+stabilization.">Plasma-functionalized electrospun matrix for biograft development and cardiac function stabilization.</a> Acta Biomater. 10, (2014).</li><li>Terrovitis, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Noninvasive+Quantification+and+Optimization+of+Acute+Cell+Retention+by+In+Vivo+Positron+Emission+Tomography+After+Intramyocardial+Cardiac-Derived+Stem+Cell+Delivery.">Noninvasive Quantification and Optimization of Acute Cell Retention by In Vivo Positron Emission Tomography After Intramyocardial Cardiac-Derived Stem Cell Delivery.</a> J. Am. Coll. Cardiol. 54, 1619-1626 (2009).</li><li>Guo, H. D., Wang, H. J., Tan, Y. Z., Wu, J. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Transplantation+of+marrow-derived+cardiac+stem+cells+carried+in+fibrin+improves+cardiac+function+after+myocardial+infarction.">Transplantation of marrow-derived cardiac stem cells carried in fibrin improves cardiac function after myocardial infarction.</a> Tissue Eng. Part A. 17, 45-58 (2011).</li><li>Qiao, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Death+and+Proliferation+Time+Course+of+Stem+Cells+Transplanted+in+the+Myocardium.">Death and Proliferation Time Course of Stem Cells Transplanted in the Myocardium.</a> Mol. Imaging Biol. 11, 408-414 (2009).</li><li>Conradi, L., Pahrmann, C., Schmidt, S., Deuse, T., Hansen, A., Eder, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Bioluminescence+Imaging+for+Assessment+of+Immune+Responses+Following+Implantation+of+Engineered+Heart+Tissue+(EHT).">Bioluminescence Imaging for Assessment of Immune Responses Following Implantation of Engineered Heart Tissue (EHT).</a> J. Vis. Exp. 52 (e2605), (2011).</li></ol>

De permanente ligatie van de LAD veroorzaakt onomkeerbare hartschade. Het eerste diermodel werd beschreven in 1960 4. Sindsdien is het beschouwd als een standaard en geschikt model voor chronische MI. Zijn stabiliteit en reproduceerbaarheid toegestaan ​​experimentele evaluatie van therapieën voor MI-5. Verbeterde procedures na de eerste beschrijving meldde een operatieve mortaliteit van 35-13% 6. Zoals verwacht, LAD ligatie geïnduceerde verminderde hart...

Sinds het einde van de 19 e eeuw, heeft hart-en vaatziekten de nummer een seriemoordenaar in de geïndustrialiseerde landen bleef. Onder hen, coronaire hartziekte is de belangrijkste oorzaak. De acute fase resulteert in een myocardinfarct (MI) en wordt gevolgd door onaangepast remodeling dat geleidelijk ontwikkelt in de richting van een chronische fase en ernstig hartfalen. Ondanks de recente belangrijke technologische en therapeutische vooruitgang, is de morbiditeit en mortaliteit ten gevolge van de progressie van hartfalen nog steeds 1. In deze context heeft celtherapie opgedaan toenemende belangstelling als een nieuwe therapeutische optie om de progressie van de ziekte naar hartfalen stoppen en de recent geïdentificeerde regeneratieve capaciteit van het myocardium te stimuleren. Experimentele en klinische onderzoeken hebben overtuigend bewijs van de gunstige effecten verkregen na harttransplantatie van verschillende celtypes aanwezig. Belangrijkste resultaten opgenomen verbeterde cardiac contractiele functie, verminderde linker ventrikel remodeling, verminderde infarctgrootte en verhoogde vasculaire dichtheid in het infarctgebied. Het lage retentie na celinjectie celaantal blijft een belangrijk nadeel. Vereniging van cellen met een biomatrix verbeteren van cel levertijd 2 hebben onlangs bevorderd onderzoeker en klinische belangen. Ligatie van de linker anterior descending kransslagader (LAD) is een referentiemethode voor MI in kleine diermodel dat resulteert in een transmuraal infarct en een volwassen litteken. Celtherapie toegepast in de chronische fase van MI is een tweede chirurgische ingreep. Een mediane sternotomie wordt gewoonlijk uitgevoerd om intramyocardiale injectie van de cellen of epicardiale implantatie van biografts mogelijk. Dergelijke invasieve chirurgische procedures te verhogen van het sterftecijfer, na de operatie het herstel tijd, pijn, en het risico van infectie. De minimaal invasieve benadering hier gepresenteerde voorkomt niet alleen dergelijke voorspanning maar ook optimal toegankelijkheid van het centrum voor de behandeling van toepassing. MI en epicardial implantatie van cellen geassocieerd met een soort gel biomatrix worden uitgevoerd op een kloppend hart via links intercostale thoracotomie.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="678">
	<tbody>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">Name of Material/ Equipment</td>
			<td style="width:104px;">Company</td>
			<td style="width:119px;">Catalog Number</td>
			<td style="width:239px;">Comments/Description</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">POLYSORB 3-0 suture</td>
			<td style="width:104px;">COVIDIEN</td>
			<td style="width:119px;">UL 204</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">POLYSORB 5-0 suture</td>
			<td style="width:104px;">COVIDIEN</td>
			<td style="width:119px;">UL 202</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">SURGIPRO II 7-0 Suture</td>
			<td style="width:104px;">COVIDIEN</td>
			<td style="width:119px;">VP904X</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">CATHETER INSYTE 14G</td>
			<td style="width:104px;">BD</td>
			<td style="width:119px;">381267</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">INSPIRA ADVANCED VOLUME CONTROLLED VENTILATOR</td>
			<td style="width:104px;">HARVARD APPARATUS</td>
			<td style="width:119px;">557058</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">DUMONT #7 Forceps</td>
			<td style="width:104px;">FST Germany</td>
			<td style="width:119px;">11274-20</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Fibrin sealant</td>
			<td style="width:104px;">BAXTER</td>
			<td style="width:119px;">1501441</td>
			<td>TISSEEL Glue, Frozen -20&#176;C</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">CASTROVIEJO EYE SPECULA</td>
			<td style="width:104px;">HARVARD APPARATUS</td>
			<td style="width:119px;">72-8925</td>
			<td>use as retractor for the ribs</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">IMDM Glutamax</td>
			<td>Gibco</td>
			<td>31980</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Pen/Strep</td>
			<td>Gibco</td>
			<td>15140</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">FBS</td>
			<td>PAA Clone</td>
			<td>&#160;&#160;&#160;&#160;&#160; A15-101</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;">bone scissors</td>
			<td style="width:104px;">Fine Science Tols</td>
			<td style="width:119px;">16044-10</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Red Blood Cell Lysis Solution</td>
			<td>Gentra Systems</td>
			<td>D-50k1</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">Accutase cell detachment solution</td>
			<td style="width:104px;">Stem cell technology</td>
			<td style="width:119px;">7920</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

cell-based therapy for heart failure in rat: double thoracotomy for myocardial infarction and epicardial implantation of cells and biomatrix

Cardiale celtherapie heeft opgedaan toenemende belangstelling en de implantatie van biomaterialen in verband met cellen is uitgegroeid tot een groot probleem om myocardcel levering te optimaliseren. Knaagdier model van een myocardinfarct (MI), bestaande uit LAD (LAD) ligatie is meestal uitgevoerd via een thoracotomie; een tweede open-hart operatie via een sternotomie is van oudsher uitgevoerd voor epicardial toepassing van de behandeling. Sinds de beschrijving van LAD ligatie model, heeft na de operatie sterftecijfer daalde 35-13%, maar de tweede operatie heeft kritiek gebleven. Om na de operatie het herstel te verbeteren en pijn en infectie te verminderen, zijn minimaal invasieve chirurgische procedures gepresenteerd. Twee thoracotomie uitgevoerd, dat het eerste voor LAD ligatie en het tweede voor behandeling epicardiale toediening. Biografts bestaande uit cellen gekoppeld aan vaste of gel Type matrices werden aangebracht op het infarct area. LAD ligatie resulteerde in verlies van hartfunctie zoals bevestigd door echocardiografie uitgevoerd na 2 en 6 weken. Goldner trichroomkleuring uitgevoerd op hart secties bevestigd transmuraal littekenvorming. Eerste en tweede operaties resulteerde in minder dan 10% postoperatieve mortaliteit.

Alle dieren hersteld binnen 1 uur na thoracotomie. De wondgenezing was snel. Geen infectie of oedeem waargenomen. De dubbele linker thoracotomie toegestaan ​​optimale toegang tot het hart (figuur 1). Pijn en post-operatie mortaliteit waren laag. Het dier herstelde snel van de operatie en in gewicht (figuur 2). Kaplan Meir survival procent bedroeg 96% voor de eerste thoracotomie. Vier ratten van meer dan 104 stierven binnen de 24 uur na de behandeling app...

Watch this Scientific Journal Video about Cell-based Therapy for Heart Failure in Rat: Double Thoracotomy for Myocardial Infarction and Epicardial Implantation of Cells and Biomatrix at JoVE.com

Cell-based Therapy for Heart Failure in Rat: Double Thoracotomy for Myocardial Infarction and Epicardial Implantation of Cells and Biomatrix

Cel-gebaseerde therapie voor hartfalen bij Rat: Dubbele Thoracotomie voor myocardinfarct en Epicardiale Implantatie van Cellen en Biomatrix

Implantatie van een biograft myocardiaal infarct geïnduceerd door LAD ligatie in een knaagdier model behandelen conventioneel vereist twee open-hartoperaties. Om terug te dringen en de optimale omstandigheden voor fixatie van vaste en gelatineachtige biomatrices geassocieerd met cellen, hebben minimaal invasieve procedures ontwikkeld.

Cardiac cell therapy has gained increasing interest and implantation of biomaterials associated with cells has become a major issue to optimize myocardial ...

Research

JoVE Journal

Bioengineering

Bioluminescence Imaging for Assessment of Immune Responses Following Implantation of Engineered Heart Tissue (EHT)

Bioluminescence Imaging for Assessment of Immune Responses Following Implantation of Engineered Heart Tissue EHT

Bioluminescentie Imaging voor beoordeling van immuunreacties na implantatie van Engineered hartweefsel (EHT)

Various techniques of cardiac tissue engineering have been pursued in the past decades including scaffolding strategies using either native or ...

Optical Mapping of Action Potentials and Calcium Transients in the Mouse Heart

Optische kaart brengen van actiepotentialen en Calcium Transiënten in de muis Hart

The mouse heart is a popular model for cardiovascular studies due to the existence of low cost technology for genetic engineering in this species. ...

Transplantation of Induced Pluripotent Stem Cell-derived Mesoangioblast-like Myogenic Progenitors in Mouse Models of Muscle Regeneration

Transplantatie van geïnduceerde pluripotente stamcel-afgeleide mesoangioblast-achtige myogene voorlopers in muismodellen van spierregeneratie

Patient-derived iPSCs could be an invaluable source of cells for future autologous cell therapy protocols. iPSC-derived myogenic stem/progenitor cells ...

Analysis of Tubular Membrane Networks in Cardiac Myocytes from Atria and Ventricles

Analyse van buisvormig membraan Netwerken in hartspiercellen van boezems en kamers

In cardiac myocytes a complex network of membrane tubules - the transverse-axial tubule system (TATS) - controls deep intracellular signaling functions. ...

Biaxial Mechanical Characterizations of Atrioventricular Heart Valves

Biaxial mechanische karakteristieken van Atrioventriculaire hartkleppen

Extensive biaxial mechanical testing of the atrioventricular heart valve leaflets can be utilized to derive&#160;optimal parameters used in constitutive ...

Seeding and Implantation of a Biosynthetic Tissue-engineered Tracheal Graft in a Mouse Model

Zaaien en implantatie van een Biosynthetic weefsel-engineered tracheale Graft in een muismodel

Treatment options for congenital or secondary long segment tracheal defects have historically been limited due to an inability to replace functional ...

Evaluation of Keratinocyte Proliferation on Two- and Three-dimensional Type I Collagen Substrates

Evaluatie van Keratinocyt proliferatie op twee - en drie - dimensional Type I collageen substraten

Type I collagen, useful as a substrate for cell culture, exists in two forms: the two-dimensional, non-fibrous form and three-dimensional, fibril form. ...

Magnetic-, Acoustic-, and Optical-Triple-Responsive Microbubbles for Magnetic Hyperthermia and Pothotothermal Combination Cancer Therapy

Magnetische,akoestische en optisch-drievoudig-responsieve microbubbels voor magnetische hyperthermie en pothotothermale combinatie kankertherapie

The precision delivery of anti-cancer agents which aim for targeted and deep-penetrated delivery as well as a controlled release at the tumor site has ...

Preparation of Mesh-Shaped Engineered Cardiac Tissues Derived from Human iPS Cells for In Vivo Myocardial Repair

Voorbereiding van mesh-vormige ontworpen cardiale weefsels afgeleid van menselijke iPS cellen voor In Vivo Myocardial Repair

The current protocol describes methods to generate scalable, mesh-shaped engineered cardiac tissues (ECTs) composed of cardiovascular cells derived from ...

Transplantation of a 3D Bioprinted Patch in a Murine Model of Myocardial Infarction

Transplantatie van een 3D Bioprinted Patch in een Murine Model van Myocardikoesie Infarct

Testing regenerative properties of 3D bioprinted cardiac patches in vivo using murine models of heart failure via permanent left anterior descending (LAD) ...