Name: creation and transplantation of an adipose-derived stem cell (asc) sheet in a diabetic wound-healing model
Uploaded: 2017-08-04T12:30:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Creation and Transplantation of an Adipose-derived Stem Cell ASC Sheet in a Diabetic Wound-healing Model at JoVE.com

Os autores agradecer Dr. Yukiko Koga do departamento de plástico e cirurgia reconstrutiva, Juntendo University School of Medicine, fornecendo conselhos práticos. Agradecemos também o Sr. Hidekazu Murata do centro de Tóquio diabéticas do Medical University School of Medicine para excelente suporte técnico. Este estudo foi suportado pela criação de centros de inovação para avançado programa de áreas de investigação interdisciplinar do projeto em desenvolvimento para sistemas de inovação "célula folha de tecido Engineering Center (CSTEC)" do Ministério da educação, cultura, esportes, ciência e tecnologia (MEXT) do Japão.

All experimental protocols presented below were approved by the Animal Welfare Committee of Tokyo Women&#39;s Medical University School of Medicine and abided by all requirements of the Guidelines for Proper Conduct of Animal Experiments.
1. Preparation of Animals, Instruments, Culture Media, and Dishes
<ol>
	<li>Prepare complete culture medium using minimum essential medium alpha containing 20% fetal bovine serum (FBS) and 1% penicillin/streptomycin. Store this for several months at 4 &#176...

<ol>
	<li>Boulton, A. J., Vileikyte, L., Ragnarson-Tennvall, G., Apelqvist, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+global+burden+of+diabetic+foot+disease.">The global burden of diabetic foot disease.</a> Lancet. 366 (9498), 1719-1724 (2005).</li><li>Zannettino, A. C., 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=Multipotential+human+adipose-derived+stromal+stem+cells+exhibit+a+perivascular+phenotype+in+vitro+and+in+vivo.">Multipotential human adipose-derived stromal stem cells exhibit a perivascular phenotype in vitro and in vivo.</a> J Cell Physiol. 214 (2), 413-421 (2008).</li><li>Kern, S., Eichler, H., Stoeve, J., Kluter, H., Bieback, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Comparative+analysis+of+mesenchymal+stem+cells+from+bone+marrow,+umbilical+cord+blood,+or+adipose+tissue.">Comparative analysis of mesenchymal stem cells from bone marrow, umbilical cord blood, or adipose tissue.</a> Stem Cells. 24 (5), 1294-1301 (2006).</li><li>Casteilla, L., Planat-Benard, V., Laharrague, P., Cousin, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Adipose-derived+stromal+cells:+Their+identity+and+uses+in+clinical+trials,+an+update.">Adipose-derived stromal cells: Their identity and uses in clinical trials, an update.</a> World J Stem Cells. 3 (4), 25-33 (2011).</li><li>Zuk, P. 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=Multilineage+cells+from+human+adipose+tissue:+implications+for+cell-based+therapies.">Multilineage cells from human adipose tissue: implications for cell-based therapies.</a> Tissue Eng. 7 (2), 211-228 (2001).</li><li>Zuk, P. <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 ASC: Critical Participants in Paracrine-Mediated Tissue Health and Function. , (2013).</li><li>Nie, C., 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=Locally+administered+adipose-derived+stem+cells+accelerate+wound+healing+through+differentiation+and+vasculogenesis.">Locally administered adipose-derived stem cells accelerate wound healing through differentiation and vasculogenesis.</a> Cell Transplant. 20 (2), 205-216 (2011).</li><li>Shin, L., Peterson, D. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Human+mesenchymal+stem+cell+grafts+enhance+normal+and+impaired+wound+healing+by+recruiting+existing+endogenous+tissue+stem/progenitor+cells.">Human mesenchymal stem cell grafts enhance normal and impaired wound healing by recruiting existing endogenous tissue stem/progenitor cells.</a> Stem Cells Transl Med. 2 (1), 33-42 (2013).</li><li>Okano, T., Yamada, N., Sakai, H., Sakurai, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+novel+recovery+system+for+cultured+cells+using+plasma-treated+polystyrene+dishes+grafted+with+poly(N-isopropylacrylamide).">A novel recovery system for cultured cells using plasma-treated polystyrene dishes grafted with poly(N-isopropylacrylamide).</a> J Biomed Mater Res. 27 (10), 1243-1251 (1993).</li><li>Yamato, 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=Thermo-responsive+culture+dishes+allow+the+intact+harvest+of+multilayered+keratinocyte+sheets+without+dispase+by+reducing+temperature.">Thermo-responsive culture dishes allow the intact harvest of multilayered keratinocyte sheets without dispase by reducing temperature.</a> Tissue Eng. 7 (4), 473-480 (2001).</li><li>Sekine, 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=Cardiac+cell+sheet+transplantation+improves+damaged+heart+function+via+superior+cell+survival+in+comparison+with+dissociated+cell+injection.">Cardiac cell sheet transplantation improves damaged heart function via superior cell survival in comparison with dissociated cell injection.</a> Tissue Engineering Part A. 17 (23-24), 2973-2980 (2011).</li><li>Kuhlmann, 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=Intramyocellular+lipid+and+insulin+resistance:+a+longitudinal+in+vivo+1H-spectroscopic+study+in+Zucker+diabetic+fatty+rats.">Intramyocellular lipid and insulin resistance: a longitudinal in vivo 1H-spectroscopic study in Zucker diabetic fatty rats.</a> Diabetes. 52 (1), 138-144 (2003).</li><li>Slavkovsky, R., 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=Zucker+diabetic+fatty+rat:+a+new+model+of+impaired+cutaneous+wound+repair+with+type+II+diabetes+mellitus+and+obesity.">Zucker diabetic fatty rat: a new model of impaired cutaneous wound repair with type II diabetes mellitus and obesity.</a> Wound Repair Regen. 19 (4), 515-525 (2011).</li><li>Oltman, C. L., 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=Progression+of+vascular+and+neural+dysfunction+in+sciatic+nerves+of+Zucker+diabetic+fatty+and+Zucker+rats.">Progression of vascular and neural dysfunction in sciatic nerves of Zucker diabetic fatty and Zucker rats.</a> Am J Physiol Endocrinol Metab. 289 (1), E113-E122 (2005).</li><li>Coppey, L. J., Gellett, J. S., Davidson, E. P., Dunlap, J. A., Yorek, M. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Changes+in+endoneurial+blood+flow,+motor+nerve+conduction+velocity+and+vascular+relaxation+of+epineurial+arterioles+of+the+sciatic+nerve+in+ZDF-obese+diabetic+rats.">Changes in endoneurial blood flow, motor nerve conduction velocity and vascular relaxation of epineurial arterioles of the sciatic nerve in ZDF-obese diabetic rats.</a> Diabetes Metab Res Rev. 18 (1), 49-56 (2002).</li><li>Galiano, R. D., Michaels, V., Dobryansky, M., Levine, J. P., Gurtner, G. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Quantitative+and+reproducible+murine+model+of+excisional+wound+healing.">Quantitative and reproducible murine model of excisional wound healing.</a> Wound Repair Regen. 12 (4), 485-492 (2004).</li><li>Lin, Y. C., 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=Evaluation+of+a+multi-layer+adipose-derived+stem+cell+sheet+in+a+full-thickness+wound+healing+model.">Evaluation of a multi-layer adipose-derived stem cell sheet in a full-thickness wound healing model.</a> Acta Biomater. 9 (2), 5243-5250 (2013).</li><li>McLaughlin, M. M., Marra, K. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+use+of+adipose-derived+stem+cells+as+sheets+for+wound+healing.">The use of adipose-derived stem cells as sheets for wound healing.</a> Organogenesis. 9 (2), 79-81 (2013).</li><li>Cerqueira, M. T., 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=Human+adipose+stem+cells+cell+sheet+constructs+impact+epidermal+morphogenesis+in+full-thickness+excisional+wounds.">Human adipose stem cells cell sheet constructs impact epidermal morphogenesis in full-thickness excisional wounds.</a> Biomacromolecules. 14 (11), 3997-4008 (2013).</li><li>Koga, Y., 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=Recovery+course+of+full-thickness+skin+defects+with+exposed+bone:+an+evaluation+by+a+quantitative+examination+of+new+blood+vessels.">Recovery course of full-thickness skin defects with exposed bone: an evaluation by a quantitative examination of new blood vessels.</a> J Surg Res. 137 (1), 30-37 (2007).</li><li>Cianfarani, F., 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=Diabetes+impairs+adipose+tissue-derived+stem+cell+function+and+efficiency+in+promoting+wound+healing.">Diabetes impairs adipose tissue-derived stem cell function and efficiency in promoting wound healing.</a> Wound Repair Regen. 21 (4), 545-553 (2013).</li><li>Matsuda, K., Suzuki, S., Isshiki, N., Ikada, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Re-freeze+dried+bilayer+artificial+skin.">Re-freeze dried bilayer artificial skin.</a> Biomaterials. 14 (13), 1030-1035 (1993).</li><li>Miyahara, Y., 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=Monolayered+mesenchymal+stem+cells+repair+scarred+myocardium+after+myocardial+infarction.">Monolayered mesenchymal stem cells repair scarred myocardium after myocardial infarction.</a> Nat Med. 12 (4), 459-465 (2006).</li><li>Iwata, T., 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=Cell+sheet+engineering+and+its+application+for+periodontal+regeneration.">Cell sheet engineering and its application for periodontal regeneration.</a> J Tissue Eng Regen Med. , (2013).</li><li>Elloumi-Hannachi, I., Yamato, M., Okano, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cell+sheet+engineering:+a+unique+nanotechnology+for+scaffold-free+tissue+reconstruction+with+clinical+applications+in+regenerative+medicine.">Cell sheet engineering: a unique nanotechnology for scaffold-free tissue reconstruction with clinical applications in regenerative medicine.</a> J Intern Med. 267 (1), 54-70 (2010).</li><li>Watanabe, 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=Genetically+modified+adipose+tissue-derived+stem/stromal+cells,+using+simian+immunodeficiency+virus-based+lentiviral+vectors,+in+the+treatment+of+hemophilia.">Genetically modified adipose tissue-derived stem/stromal cells, using simian immunodeficiency virus-based lentiviral vectors, in the treatment of hemophilia.</a> B. Hum Gene Ther. 24 (3), 283-294 (2013).</li><li>Kim, W. S., 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=Wound+healing+effect+of+adipose-derived+stem+cells:+a+critical+role+of+secretory+factors+on+human+dermal+fibroblasts.">Wound healing effect of adipose-derived stem cells: a critical role of secretory factors on human dermal fibroblasts.</a> J Dermatol Sci. 48 (1), 15-24 (2007).</li><li>Nakagami, 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=Novel+autologous+cell+therapy+in+ischemic+limb+disease+through+growth+factor+secretion+by+cultured+adipose+tissue-derived+stromal+cells.">Novel autologous cell therapy in ischemic limb disease through growth factor secretion by cultured adipose tissue-derived stromal cells.</a> Arterioscler Thromb Vasc Biol. 25 (12), 2542-2547 (2005).</li><li>Asahara, T., 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=VEGF+contributes+to+postnatal+neovascularization+by+mobilizing+bone+marrow-derived+endothelial+progenitor+cells.">VEGF contributes to postnatal neovascularization by mobilizing bone marrow-derived endothelial progenitor cells.</a> EMBO J. 18 (14), 3964-3972 (1999).</li><li>Kato, Y., 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=Allogeneic+transplantation+of+an+adipose-derived+stem+cell+(ASC)+sheet+combined+with+artificial+skin+accelerates+wound+healing+in+a+rat+wound+model+of+type+2+diabetes+and+obesity.">Allogeneic transplantation of an adipose-derived stem cell (ASC) sheet combined with artificial skin accelerates wound healing in a rat wound model of type 2 diabetes and obesity.</a> Diabetes. , db141133 (2015).</li></ol>

Os passos mais críticos para cultivo com sucesso uma folha rASC são as seguintes: 1) a temperatura deve ser mantida a aproximadamente 37 ° C durante o cultivo sobre os pratos de cultura temperatura-responsivo. Durante a criação de uma folha de rASC, cada procedimento foi realizado em um thermo-prato de 37 ° C, e cada reagente foi aquecido a 37 ° C, para impedir que as células espontaneamente desanexação do prato31. 2) os destinatários ratos ZDF devem ser monitorados para evitar a remoç...

A população de pacientes diabéticos está aumentando em todo o mundo e chegou a 400 milhões em 20151; um estimado de 15-25% dos pacientes com diabetes estão em risco da progressão de uma úlcera diabética de extremidade inferior2. Baixo-extremidade úlceras diabéticas são intratáveis e podem exigir um período prolongado de terapêutico com treinamento de reabilitação após a completa recuperação. Um período de tempo terapia muitas vezes resulta em uma redução significativa no paciente qualidade de vida. Assim, novas terapias que diminuem ou evitar o agravamento devem ser desenvolvidas para o tratamento de feridas diabéticas. Para avaliar a cicatrização de feridas diabéticas, nós aperfeiçoamos um úlcera diabética cicatrização modelo em ratos, que imita condições práticas clínicas, e avaliada se transplante de células-tronco adiposo-derivado (ASC) folhas usando célula-folha engenharia acelerado cicatrização de feridas.
Células estromais mesenquimais (MSCs) apresentam um potencial excelente para acelerar a cicatrização de feridas por causa de sua capacidade de auto-renovação, seus efeitos imunomoduladores e sua capacidade de se diferenciar em várias linhagens de célula3. ASCs são um tipo de MSC derivada de tecido adiposo, e eles apresentam várias vantagens sobre o MSCs derivadas de outros tecidos, incluindo o seu potencial angiogênico e parácrina atividade4,5. Tecido adiposo é relativamente abundante no corpo humano, e sua acessibilidade permite coleção usando procedimentos minimamente invasivos. Portanto, ASCs foram usados experimentalmente para cicatrização da ferida aplicações6,7.
Relatórios anteriores mostraram que a injeção direta de suspensões de célula única MSC em áreas ao redor de feridas pode acelerar8,9de cicatrização de feridas. No entanto, apesar dos relatos da aceleração da cicatrização de feridas em modelos de úlcera diabética após a injeção de suspensões de célula única, o tempo de sobrevida das células transplantadas no local da ferida não é claro.
Neste estudo, aplicamos engenharia de celular-folha usando pratos de cultura temperatura-responsivo. Estes pratos têm a temperatura-responsivo polímero de N- isopropylacrylamide ligados covalentemente em sua superfície10. A camada de polímero transplantado permite aderência de célula de temperatura controlada de ou o destacamento da superfície do prato cultura. A superfície do prato se torna hidrofóbica a 37 ° C, permitindo que as células para aderir e proliferar, Considerando que as células espontaneamente desanexar da superfície quando se torna hidrofílica em temperaturas abaixo de 32 ° C. Culturas de células podem ser colhidas como uma folha de células contíguas com cruzamentos de célula para célula intactos e matrizes extracelulares (ECMs) simplesmente reduzindo a temperatura; assim, as enzimas proteolíticas que danificam o ECM, tais como a tripsina, não são necessários11. Portanto, célula-folha engenharia pode preservar ligações de celular para celular e melhorar a eficácia do transplante de células.
Além disso, transplante de células-folha aumenta as taxas de sobrevivência de células quando comparado com injeção de célula12. Neste protocolo, Zucker ratos diabéticos do gordo (ZDF) foram selecionados como um modelo de obesidade e diabetes tipo 2 com cicatrização retardada. Ratos ZDF espontaneamente desenvolvem obesidade em aproximadamente 4 semanas. Eles então desenvolver diabetes tipo 2 com obesidade entre 8 e 12 semanas de idade, altura em que eles apresentam hiperglicemia associada com insulina resistência, dislipidemia e hipertrigliceridemia13. Retardada ferida cura, redução do fluxo sanguíneo nos vasos sanguíneos periféricos e nefropatia diabética são também observadas14,15,16. Além disso, ratos ZDF podem ser um modelo adequado para estudar a cicatrização de úlceras cutâneas intratáveis, tais como úlceras diabéticas.
As diferenças entre os seres humanos e roedores em mecanismos de cicatrização de feridas são associadas com diferenças anatômicas na pele. Ferida em ratos normais de cura baseia-se na contração da ferida, Considerando que a cicatrização de feridas em humanos baseia-se na formação de tecido de granulação e re epitelização. Normalmente, ferida imobilização usado em modelos de roedores ajuda a minimizar a contração da ferida e permite a formação gradual do tecido de granulação17, apesar de feridas em ratos não-diabéticos são quase completamente fechadas pela contração. No entanto, diabético ferida contração na ZDF ratos é prejudicada, e ferida cura principalmente ocorre através de re-epitelização e a formação de tecido de granulação; assim, este processo é mais semelhante à humana ferida cura14.
Feridas diabéticas com osso exposto após desbridamento são frequentemente encontrados clinicamente. Estudos prévios examinaram, feridas de pele de espessura total de 12 mm de diâmetro nas costas do modelo camundongos18,19 e feridas de pele de espessura total de 10 mm de diâmetro nas costas dos ratos normais20. Para desenvolver um modelo clínico para feridas diabéticos graves, maiores defeitos de pele de espessura total (15 x 10 mm2) com expostos osso e sem o periósteo foram criados, como descrito anteriormente,21, em ratos com diabetes tipo 2 e obesidade.
Folhas ASC (rASC) rato das ASCs de ratos normais de Lewis foram criadas através do transplante alogênico de folhas ASC. Na prática clínica, o transplante autólogo é inviável porque pacientes diabéticos com úlceras, muitas vezes, apresentam graves complicações do diabético, como glicemia alta não controlada e os índices de massa corporal elevada e estes distúrbios cicatrização de causa complicações que aumentam a dificuldade de obtenção de tecido adiposo destes pacientes. Além disso, ASCs de animais com exposição de diabetes alteraram Propriedades e prejudicada a função22. Portanto, o protocolo aqui apresentado descreve o transplante alogênico de rASC folhas de ratos normais e a aplicação de pele artificial para ratos diabéticos.
A pele artificial de BICAMADA utilizada neste protocolo impede a contração espontânea das feridas, promove a síntese de uma nova matriz de tecido conjuntivo e assemelha-se a derme verdadeiro23. Neste protocolo, pele artificial é colocado sobre uma folha de rASC e fixado com fios de nylon para evitar a contração da ferida ou alargamento resultantes de pele de rato solto. Além disso, a pele artificial fornece uma estrutura tridimensional para as folhas ASC, mantém um ambiente úmido para o transplantado folhas ASC e feridas e protege as feridas de infecção e forças externas. Finalmente, um curativo não-adesivo é colocado sobre a ferida para protegê-lo contra impacto externo, manter um ambiente de ferida húmido e absorver o exsudato.
Uma folha de rASC é fino, flexível e deformável e pode ser aderida a mover sites destinatários, como uma batida de coração24. Célula-folha engenharia tem sido usada para a reconstrução de vários tecidos e pode gerar efeitos curativos25,26. Folhas ASC que apresentam potencial clínico terapêutico podem acelerar a cicatrização de muitos tipos de feridas. Além disso, o transplante alogênico de folhas ASC, combinado com o uso de pele artificial, pode ser aplicável para o tratamento de úlceras intratáveis ou queimaduras, tais como aquelas observadas na doença arterial periférica ou doença do colágeno, ou eles podem ser administrados a pacientes que estão desnutridos ou estiver usando esteroides. Esta abordagem aumenta a eficiência do transplante de ASCs. O modelo de rato ZDF-cicatrização produz uma condição de ferimento grave que se assemelha a ferida humana, processo de cura e imita condições clínicas em um animal experimental de pequeno porte.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="678">
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:223px;">&#945;-MEM glutamax</td>
			<td style="width:169px;">Invitrogen</td>
			<td style="width:119px;">32571-036</td>
			<td style="width:167px;">Carlsbad, CA</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Fetal bovine serum (FBS)</td>
			<td>Japan Bioserum Co Ltd.</td>
			<td style="width:119px;">S1650-500</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Penicillin/streptomycin</td>
			<td>Life Technologies</td>
			<td style="width:119px;">15140-122</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Collagenase A</td>
			<td>Roche Diagnostics</td>
			<td style="width:119px;">10 103 578 001</td>
			<td>Mannheim, Germany</td>
		</tr>
		<tr height="25">
			<td height="25" style="height:25px;">60-cm2 Primaria tissue culture dish</td>
			<td>BD Biosciences</td>
			<td>353803</td>
			<td>Franklin Lakes, NJ</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Dulbecco&#39;s Phosphate Buffer Saline (PBS)</td>
			<td>Life Technologies</td>
			<td style="width:119px;">1490-144</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">0.25% Trypsin-ethylenediamine tetraacetic acid (EDTA)</td>
			<td>Life Technologies</td>
			<td style="width:119px;">25200-056</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">L-ascorbic acid phosphate magnesium salt n-hydrate</td>
			<td style="width:169px;">Wako</td>
			<td>013-19641</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="25">
			<td height="25" style="height:25px;">35-mm temperature-responsive culture dish (UpcellTM)</td>
			<td>CellSeed</td>
			<td>NUNC-174904</td>
			<td>Tokyo, Japan</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;">Microwarm plate (MP-1000)</td>
			<td style="width:169px;">Kitazato Science Co., Ltd.</td>
			<td style="width:119px;">1111</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Rodent mechanical ventilator</td>
			<td>Stoelting</td>
			<td>#50206</td>
			<td>Wood Dale, IL</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">4% isoflurane</td>
			<td>Pfizer Japan</td>
			<td>114-13340-3</td>
			<td>Tokyo, Japan</td>
		</tr>
		<tr height="25">
			<td height="25" style="height:25px;">Artificial skin (Pelnac&#174;)</td>
			<td>Smith &#38; Nephew</td>
			<td>PN-R40060</td>
			<td>&#160;Tokyo, Japan</td>
		</tr>
		<tr height="25">
			<td height="25" style="height:25px;">Non-adhesive dressing (Hydrosite plus&#174;)</td>
			<td>Smith &#38; Nephew</td>
			<td align="right">66800679</td>
			<td>Known as Allevyn non-adhessing&#174; in the United State</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;">5-0 nylon suture</td>
			<td>Alfresa</td>
			<td style="width:119px;">EP1105NB45-KF2</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">20 CELLSTAR TUBES</td>
			<td>greiner bio-one</td>
			<td style="width:119px;">227 261</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:223px;">15mL Centrifuge Tube</td>
			<td>Corning Incorporated</td>
			<td align="right" style="width:119px;">430791</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:223px;">14 GOLDMAN-FOX PERIOSTEAL</td>
			<td>Hu-Friedy</td>
			<td style="width:119px;">P14</td>
			<td>Chicago, IL</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

creation and transplantation of an adipose-derived stem cell (asc) sheet in a diabetic wound-healing model

Pele artificial tem alcançado resultados terapêuticos consideráveis na prática clínica. No entanto, tratamentos de pele artificial para feridas em pacientes diabéticos com fluxo sanguíneo impedido ou com grandes feridas podem ser prolongados. Terapias baseadas em células surgiram como uma nova técnica para o tratamento de úlceras diabéticas e célula-folha engenharia melhorou a eficácia do transplante de células. Um número de relatórios sugeriram que derivado de adiposo as células-tronco (ASCs), um tipo de células estromais mesenquimais (MSC), apresentam potencial terapêutico devido a sua abundância relativa no tecido adiposo e sua acessibilidade para coleção quando comparados com MSCs de outros tecidos. Portanto, ASCs parecem ser uma boa fonte de células-tronco para uso terapêutico. Neste estudo, folhas ASC do epidídimo gordura adiposa de ratos normais de Lewis foram criadas com êxito usando pratos de cultura temperatura-responsiva e normal meio de cultura contendo ácido ascórbico. As folhas do ASC foram transplantadas em ratos diabéticos gordos (ZDF) de Zucker, um modelo do rato de diabetes tipo 2 e obesidade, que apresentam diminuição de cicatrização. Uma ferida foi criada na superfície craniana posterior, folhas do ASC foram transplantadas para a ferida, e uma pele artificial de BICAMADA foi utilizada para cobrir as folhas. Ratos ZDF que receberam folhas ASC tinham melhor cicatrização de feridas que ratos ZDF sem o transplante de folhas ASC. Esta abordagem foi limitada porque folhas ASC são sensíveis às condições de seca, que exigem a manutenção de um ambiente de ferida húmido. Portanto, pele artificial foi usada para cobrir a folha ASC para impedir a secagem. O transplante alogênico de folhas ASC em combinação com pele artificial pode também ser aplicável a outras úlceras intratáveis ou queimaduras, tais como os observados com a doença arterial periférica e doença do colágeno e pode ser administrado a pacientes que estão desnutridos ou estiver usando esteroides. Assim, este tratamento pode ser o primeiro passo para melhorar as opções terapêuticas para diabético ferida cura.

Este protocolo tentou estabelecer uma nova terapia baseada em células para feridas diabéticas intratáveis. Brevemente (como ilustrado na Figura 1), folhas de rASC alogênico foram criadas a partir de ratos normais usando a célula-folha engenharia e então foram transplantadas usando uma BICAMADA de pele artificial para um defeito de pele de espessura total em um rato diabético. Imagens de microscópio de luz de um bom exemplo de uma folha de rASC (Figura 2A</...

Watch this Scientific Journal Video about Creation and Transplantation of an Adipose-derived Stem Cell ASC Sheet in a Diabetic Wound-healing Model at JoVE.com

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

Células-tronco adiposo-derivado (ASCs) são facilmente isoladas e colhidas a partir da gordura de ratos normais. ASC as folhas podem ser criadas usando a célula-folha engenharia e podem ser transplantadas Zucker ratos diabéticos gordos, exibindo a espessura total da pele defeitos com osso exposto e então coberto com uma BICAMADA de pele artificial.

Criação e transplante de uma folha de células-tronco adiposo-derivado (ASC) em um modelo de cicatrização de feridas diabética

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

The overall goal of this procedure is to verify the effect of adipose-derived stem cell sheets combined with artificial skin on wound healing for a large full-thickness skin defect in diabetic rat. This method can help answer key questions about healing of chronic wound, such as diabetic large wound with exposed bone. The main advantage of this technique is that cells are transplanted to the wound in solid sheets using cell sheet technology, and the result is a viable, stable transplant.For a fat pad donor, plan to use eight to 33 week old Lewis rats. At the surgical site, have ready several sterile cotton-tipped applicators, gauzes, a scalpel, a needle holder, operating scissors, a pair of forceps, and 5-0 nylon suture. For temporary tissue placement, load a 100 milliliter petri dish with 10 milliliters of PBS.Weigh the PBS-loaded dish to later find the mass of the harvested tissue. After anesthetizing the rat, position it supine on a sterile drape. Then, shave the operative area and scrub the exposed skin using several alternating scrubs of 70%ethanol.Now, make a three centimeter skin incision in the lateral lower abdomen. Next, expose and dissect the external oblique muscle. Then, expose the epididymal adipose tissue surrounding the epididymis.Next, carefully excise the epididymal adipose tissue. Avoid damaging the epididymis, testes, and epididymal blood vessels. Transfer the tissue into the dish of PBS.Then, close up the donor rat and follow standard postoperative care practices. Isolate the ASCs from two to three grams of harvested adipose tissue. Digest the tissue for an hour in 0.1%type A collagenase to obtain the stromal vascular fraction, or SVF.After purifying the SVF, suspend the SVF in 20 milliliters of media. Split the suspension into two 60 square centimeter culture dishes, and culture them for 24 hours under standard conditions. The next day, wash the plates with PBS three times to remove any unattached cells and debris.After the final wash, add back fresh complete medium. Then, continue to passage the cells until they are nearly sub confluent on the third day of culturing. Then, using one milliliter of 0.25%trypsin EDTA in a brief incubation.Remove the cells from the plate. Do not let the cells be exposed to active trypsin more than 10 minutes. After observing and counting the cells, subculture them at a density of 1, 700 per square centimeter.Then, pass the cells every three days, and complete three passages before proceeding. After passing the subcultured rat ASCs for the third time, plate 150, 000 cells onto a 35 millimeter diameter temperature-responsive culture dish, and two milliliters of culture medium. Culture the dish for three days in an incubator to make a uniform cell sheet.Three days later, change the medium, and add 16.4 micrograms per milliliter of AA.Then culture the cells, changing the AA medium every other day. After four or five days on the AA-containing medium, check the proliferation of the ASCs. Look for gaps between the cells and the contiguous cell sheet.Once a contiguous cell sheet is established, the cells can be used for the model. When needed, collect the cell sheet by placing the plate at room temperature for 15 to 20 minutes. Because the plate is temperature sensitive, the cells will spontaneously detach as a contiguous sheet, and the sheet can be removed with forceps.For the obesity wound healing model, use adult male ZDF rats, 16 to 18 weeks old weighing between 500 and 600 grams. Position and anesthetize rat on the surgical field, and before shaving the head, clean it using 70%ethanol. Then, shave the operative area and clean the exposed skin with alternating scrubs of 70%ethanol.Around this time, transfer the temperature sensitive plate of adipose stem cells to the bench. Before the cell sheet detaches from the plate, remove the medium and wash the cell sheet with PBS three times. After collecting the cell sheet, soak it in PBS until needed.Once the cells are ready, make a 15 by 10 millimeter full-thickness skin defect on the rat's head. First, remove the cutaneous tissue down to the periosteum. Then, excise the skin an cutaneous tissue with a scalpel and a pair of surgical scissors.To complete the defect, remove the periosteum with the periosteal raspatory. Then place the cell sheet over the defect. The stem cell sheet is soft and flexible.Use forceps to extend it to every corner of the defect. Now, cover the cell sheet and defect with a 10 by 15 millimeter patch of artificial skin soaked in saline right before use, and close the wound with approximately 10 stitches using 5-0 nylon suture. To protect the wound, use 5-0 nylon suture to secure a 15 by 20 millimeter patch of non-adhesive dressing over the artificial skin.Plan to observe the dressing every other day, because the rat will invariably remove it, and if needed, replace the dressing promptly. In two groups of six Zucker diabetic fatty rats, the described protocol was used to create a skull defect. Experimental rats were treated with a rat adipose stem cell sheet, and the controls were not.After 14 days, the wounds of the treatment group were significantly smaller than those of the controls. After watching this video, you should have a good understanding of how to make large wound with exposed bone in rats, and then treat that wound with adipose derived stem cells. While attempting this procedure, be sure to use strict temperature management during the entire process of using temperature responsive culture dishes.Otherwise, cells could spontaneously detach from the dishes, delaying your experiments.

Research

JoVE Journal

Medicine

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

Orthotopic Aortic Transplantation: A Rat Model to Study the Development of Chronic Vasculopathy

Transplante ortotópico de aorta: um modelo de rato para estudar o desenvolvimento de vasculopatia crônica

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

Medicina

A Mouse Model of in Utero Transplantation

A Mouse Model of in Utero Transplantation

Um modelo do rato de No Utero Transplante

The transplantation of stem cells and viruses in utero has tremendous potential for treating congenital disorders in the human fetus.  For example, in ...

Stem Cell Transplantation in an in vitro Simulated Ischemia/Reperfusion Model

Stem Cell Transplantation in an in vitro Simulated Ischemia/Reperfusion Model

Transplante de Células-tronco em um In vitro Modelo de isquemia / reperfusão Simulated

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

Using Quantitative Real-time PCR to Determine Donor Cell Engraftment in a Competitive Murine Bone Marrow Transplantation Model

Usando Quantitative PCR em tempo real para determinar enxerto célula dadora num modelo murino de osso Competitiva Marrow Transplantation

Murine bone marrow transplantation models provide an important tool in measuring hematopoietic stem cell (HSC) functions and determining genes/molecules ...

Murine Model of Wound Healing

Modelo Murino de Cicatrização

Wound healing and repair are the most complex biological processes that occur in human life. After injury, multiple biological pathways become activated. ...

Transplantation of Adipose Tissue-Derived Stem Cell Sheet to Reduce Leakage After Partial Colectomy in A Rat Model

Transplante de células-tronco derivadas de tecido adiposo folha para reduzir o vazamento após colectomia parcial em um modelo do rato

Anastomotic leakage is a disastrous complication after colorectal surgery. Although current methods for leakage prevention have different levels of ...

Corneal Epithelial Abrasion with Ocular Burr As a Model for Cornea Wound Healing

Cicatrização de feridas abrasão epitelial da córnea com Burr Ocular como um modelo para córnea

The murine cornea provides an excellent model to study wound healing. The cornea is the outermost layer of the eye, and thus is the first defense to ...

Ex Vivo Corneal Organ Culture Model for Wound Healing Studies

Ex Vivo modelo de cultura órgão da córnea para cicatrização de feridas estudos

The cornea has been used extensively as a model system to study wound healing. The ability to generate and utilize primary mammalian cells in two ...

Targeting Gray Rami Communicantes in Selective Chemical Lumbar Sympathectomy

Direcionamento de Rami cinza Communicantes em simpatectomia lombar química seletiva

Chemical lumbar sympathectomy (CLS) is a commonly used, minimally invasive procedure for the treatment of conditions including ischemic diseases of the ...

An Ex Vivo Tissue Culture Model for Fibrovascular Complications in Proliferative Diabetic Retinopathy

Um modelo de cultura de tecidos de Ex Vivo para fibrovasculares complicações retinopatia diabética proliferativa

Diabetic retinopathy (DR) is the most common microvascular complication of diabetes and one of the leading causes of blindness in working-age adults. No ...