Name: percutaneous contrast echocardiography-guided intramyocardial injection and cell delivery in a large preclinical model
Uploaded: 2018-01-21T15:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Percutaneous Contrast Echocardiography-guided Intramyocardial Injection and Cell Delivery in a Large Preclinical Model at JoVE.com

De auteurs bedanken Sheila Monfort, Brenda Martínez, Carlos Micó, Alberto Muñoz en Manuel Molina voor uitstekende ondersteuning geboden bij het verzamelen van gegevens en Carlos Bueno voor het verstrekken van de EGFP(+) HEK-293-cellen. Dit werk werd gedeeltelijk door ondersteund: Fundación Séneca, Agencia de Ciencia y Tecnología, Región de Murcia, Spanje (JT) (verlenen van nummer: 11935/PI/09); Red de Terapia Celular, ISCIII-Sub. Gral. Redes, VI PN de ik + D + ik 2008-2011 (verlenen neen. RD12/0019/0001) (JMM), mede gefinancierd met de structuurfondsen van de Europese Unie (EFRO) (JMM); en, de Universiteit van Reading, Verenigd Koninkrijk (AG, GB) (centrale financiering). De financiers had geen rol in de studie ontwerp, gegevensverzameling en analyse, besloten tot bekendmaking of voorbereiding van het manuscript.

De experimenten die hierin worden beschreven werden goedgekeurd door de ethische commissie van het onderzoek van de Universiteit van Murcia, Spanje, en werden uitgevoerd overeenkomstig richtlijn 2010/63/EG van de EuropeseCommissie. De stappen die beschreven werden uitgevoerd onder operationele standaardprotocollen die deel uitmaakten van het werkplan en niet uitsluitend met het oog op het filmen van de begeleidende video op dit papier zijn uitgevoerd.
1. bereiding van de cellen en zoogdieren exp...

Het primaire doel was het ontwikkelen van een minimaal invasieve techniek die worden voor de levering van stamcellen in het myocardium van konijnen (een groot formaat preklinische diermodel)17,18, gebruikt kan terwijl profiteren van het gebruik van een relatief goedkoop imaging systeem beschikbaar in veel klinische en onderzoekscentra. Hier laten we zien dat met behulp van een systeem van klinische echocardiografie, en geholpen door InI, een algemeen beschikbare ...

Cel en gen-therapieën zijn spannend en ooit het uitwerken van strategieën voor het regenereren/repareren van de gewonde myocard in HFrEF. Een paar studies vergeleken de effectiviteit (b.v., cel retentie tarief) van de verschillende routes van cel levering, die consequent is gebleken dat de superioriteit van IMI over intracoronary of intraveneuze routes1,2 , 3 , 4 , 5. het is dus niet verwonderlijk dat een groot aantal studies over translationeel modellen van stamcel therapie van de gewonde myocard, leveren de injectate via het IIM uitgevoerd onder directe weergave in een open borst procedure6,7 . Deze benadering heeft echter verschillende beperkingen, met inbegrip van het invasieve karakter van de procedure, die het risico van peri-procedurele sterfte (vaak onder-gerapporteerd)8 draagt. Daarnaast elimineert een IMI onder direct zicht niet de mogelijkheid voor onbedoelde injectie in de ventriculaire holte. In de klinische praktijk kan een IMI tijdens open borst chirurgie een geschikte methode voor therapeutische cel levering, bijvoorbeeld, tijdens de coronaire bypassoperatie graft (CABG); echter, deze aanpak mogelijk niet geschikt is voor de levering van de cel in global cardiomyopathie van niet-ischemische herkomst (b.v.HFrEF ondergeschikt aan anthracycline-geïnduceerde cardiomyopathie (AICM)).
Er is geen twijfel dat de ischemische hartziekte (IHD) is de meest voorkomende oorzaak van HFrEF (~ 66%)9,10; echter niet-ischemische cardiomyopathie, met inbegrip van AICM, geldt nog steeds een aanzienlijk deel van de patiënten met HFrEF (33%)9 . Inderdaad, de recente vooruitgang in klinische oncologie hebben geresulteerd in meer dan 10 miljoen overlevenden van kanker in de VS alleen al11, met schattingen van een vergelijkbaar aantal in Europa, consistent met een algemene trend naar betere overleving van kankerpatiënten12 ,,13. Dus, het verkennen van de voordelen van nieuwe therapieën, zoals stamcel transplantatie voor niet-ischemische cardiomyopathie, evenals de trialing van een doeltreffende en minimaal invasieve route van levering van de cel van de stam is van het allergrootste belang, gezien het toenemende aantal patiënten beïnvloed door cardiotoxicity ondergeschikt aan geneesmiddelen tegen kanker.
Van de nota impliceert hypothese testen studies met stamcel therapie gericht op het herstellen/regenereren de gewonde myocard vaak het gebruik van kleine knaagdieren (b.v., muizen en ratten). Deze modellen vereisen vaak dure hoogfrequente ultrasone systemen voor evaluatie van myocardiale functie, meestal uitgerust met lineaire matrix omvormers hebben sommige inherente bijbehorende beperkingen (bv, galm)14. Andere modellen zoals konijnen, dat een grote preklinische model, echter sommige voordelen voor hypothese testen van stamcellen therapieën in HFrEF. Dus, in tegenstelling tot de ratten en muizen, konijnen houden een Ca+ 2 vervoerssysteem en cellulaire electrofysiologie die lijkt op die van de mens en andere grote dieren (bijvoorbeeld, honden en varkens)15,16,17 ,18,19. Een ander voordeel, is hun inschikkelijkheid voor cardiale echografie beeldvorming met behulp van relatief goedkoop en overal verkrijgbaar klinische echocardiografie systemen uitgerust met relatief hoge frequentie fase matrix omvormers, bijvoorbeeld, 12 MHz, zoals die veelvuldig worden gebruikt bij Neonatale en pediatrische cardiologie. Deze systemen kunnen uitstekende echocardiographic beeldbewerking met state of the art technologie en zij profiteren van de superioriteit van harmonic imaging20. Bovendien uitgebreide hypothese testen van het potentieel van cardiale regeneratieve therapie (b.v., stamcel therapie), hun veiligheid, werkzaamheid, cardiomyogenic potentieel, alsmede evaluatie van het lot van de injectate eenmaal afgeleverd in de myocard, is verplicht, voordat ze voor menselijk gebruik kunnen worden beschouwd, en ze vereisen het gebruik van grote preklinische diermodellen, zoals het konijn17,19. Hier beschrijven we een minimaal invasieve techniek voor cel levering via percutane contrast-echocardiografie begeleide IMI een klinische echocardiografie-systeem, dat is gericht op stamcel transplantatie gebaseerde therapie voor niet-ischemische cardiomyopathie20 . Ook beschrijven we de voordelen van de Oost-Indische inkt (InI, ook bekend als China inkt) als een echografie contrast agent en in situ tracer van de injectate in het hart van het konijn.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="890">
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:319px;">HD11 XE Ultrasound System</td>
			<td style="width:131px;">Philips</td>
			<td style="width:183px;">10670267</td>
			<td style="width:259px;">Echocardiography system.</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:319px;">S12-4</td>
			<td style="width:131px;">Philips</td>
			<td style="width:183px;">B01YgG</td>
			<td>4-12 MHz phase array transducer</td>
		</tr>
		<tr height="41">
			<td height="41" style="height:41px;">Ultrasound Transmision Gel (Aquasone)</td>
			<td style="width:131px;">Parket laboratories Inc</td>
			<td style="width:183px;">N 01-08</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Vasovet 24G</td>
			<td style="width:131px;">Braun</td>
			<td style="width:183px;">REF 381212</td>
			<td>&#160;over-the-needle catheter</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Omnifix-F 1 ml syringe</td>
			<td style="width:131px;">Braun</td>
			<td style="width:183px;">9161406V</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Imalgene (Ketamine)</td>
			<td style="width:131px;">Merial</td>
			<td style="width:183px;">RN 9767</td>
			<td>Veterinary prescription is necessary</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Domtor (Medetomidine)</td>
			<td style="width:131px;">Esteve</td>
			<td style="width:183px;">CN 570686.3</td>
			<td>Veterinary prescription is necessary</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:319px;">Heating Pad</td>
			<td style="width:131px;"></td>
			<td style="width:183px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:319px;">Faber-Castel TG1</td>
			<td style="width:131px;">Faber-Castel</td>
			<td style="width:183px;">16 33 99</td>
			<td style="width:259px;">India (China) Ink</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:319px;">Holter Syneflash</td>
			<td style="width:131px;">Ela medical</td>
			<td style="width:183px;">SF0003044S</td>
			<td style="width:259px;">24 h Holter ECG system.</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:319px;">Electrodes Blue Sensor&#174;</td>
			<td style="width:131px;">Ambu (NUMED)</td>
			<td style="width:183px;">VLC-00-S</td>
			<td style="width:259px;">Holter ECG electrodes.</td>
		</tr>
		<tr height="30">
			<td height="30" style="height:30px;width:319px;">Microtome</td>
			<td style="width:131px;">Leica Biosystems</td>
			<td style="width:183px;">RM2155</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:319px;">Microscope</td>
			<td style="width:131px;">Olimpus</td>
			<td style="width:183px;">CO11</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="41">
			<td height="41" style="height:41px;width:319px;">ABC Vector Elite</td>
			<td style="width:131px;">Vector Laboratories</td>
			<td style="width:183px;">PK-6200</td>
			<td>Avidin Biotin Complex Kit.</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:319px;">Chicken anti-GFP antibody</td>
			<td style="width:131px;">Invitrogen</td>
			<td style="width:183px;">A10262</td>
			<td>Primary antibody.</td>
		</tr>
		<tr height="41">
			<td height="41" style="height:41px;width:319px;">Biotinylated goat-anti-chicken IgG Antibody</td>
			<td style="width:131px;">Vector Laboratories</td>
			<td style="width:183px;">BA-9010</td>
			<td>Secondary Antibody.</td>
		</tr>
		<tr height="41">
			<td height="41" style="height:41px;width:319px;">3,30-diaminobenzidine tetrahydrochloride (DAB)</td>
			<td style="width:131px;">DAKO (Agilent)</td>
			<td style="width:183px;">S3000</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="41">
			<td height="41" style="height:41px;width:319px;">Fluorescence Microscope</td>
			<td style="width:131px;">Carl Zeiss 
			MicroImaging</td>
			<td style="width:183px;">Zeiss AX10 Axioskop</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:319px;">Holter ECG</td>
			<td>Elamedical</td>
			<td>Syneflash SF0003044S</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="41">
			<td height="41" style="height:41px;width:319px;">Dulbecco&#8217;s modified Eagle medium (DMEM)&#160;</td>
			<td style="width:131px;">Fisher Scientific</td>
			<td style="width:183px;">11965084</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:319px;">10% fetal calf serum (FCS)</td>
			<td style="width:131px;">Fisher Scientific</td>
			<td style="width:183px;">11573397</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="41">
			<td height="41" style="height:41px;width:319px;">0.05% Trypsin-Ethylenediaminetetraacetic acid (EDTA)</td>
			<td style="width:131px;">Fisher Scientific</td>
			<td style="width:183px;">25300054</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="41">
			<td height="41" style="height:41px;width:319px;">Lipofectamine 2000 (Lipid transfection reagent)</td>
			<td style="width:131px;">Fisher Scientific</td>
			<td style="width:183px;">11668019</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:319px;">Reduced serum medium (Opti-MEM)</td>
			<td style="width:131px;">Fisher Scientific</td>
			<td style="width:183px;">31985070</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="41">
			<td height="41" style="height:41px;width:319px;">Hygromycin B</td>
			<td style="width:131px;">Calbiochem (MERCK)</td>
			<td style="width:183px;">400051</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:319px;">Xylene (histological)</td>
			<td style="width:131px;">Fisher Scientific</td>
			<td style="width:183px;">X3S-4</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:319px;">Hydrogen Peroxide Solution (H2O2)</td>
			<td style="width:131px;">Sigma</td>
			<td style="width:183px;">H1009</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:319px;">Pronase</td>
			<td style="width:131px;">Fisher Scientific</td>
			<td style="width:183px;">53-702-250KU</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

percutaneous contrast echocardiography-guided intramyocardial injection and cell delivery in a large preclinical model

Cel en genetische therapie zijn spannende en veelbelovende strategieën met het oog op cardiale regeneratie in de omgeving van hartfalen met verminderd ejectie fractie (HFrEF). Voordat ze kunnen worden beschouwd voor gebruik en ten uitvoer gelegd bij de mens, zijn uitgebreide Preklinische studies verplicht in grote diermodellen te evalueren van de veiligheid, werkzaamheid, en het lot van de injectate (b.v., stamcellen) eenmaal in het myocardium overgeleverd. Kleine knaagdieren modellen bieden voordelen (bijvoorbeeld, kosteneffectiviteit, inschikkelijkheid voor genetische manipulatie); echter, gezien de inherente beperkingen van deze modellen, de bevindingen in dit zelden vertalen naar de kliniek. Omgekeerd, grote dierlijke modellen zoals konijnen, hebben voordelen (bijvoorbeeld, soortgelijke cardiale electrofysiologie t.o.v. mensen en andere grote dieren), met behoud van een goede kosteneffectieve balans. Hier, we laten zien hoe u kunt uitvoeren een percutane contrast echocardiografie geleide intramyocardial injectie (IMI) techniek, die minimaal invasieve, veilig, goed getolereerd, zeer effectief zijn in de beoogde levering van injectates en, met inbegrip van cellen, op verschillende locaties binnen het myocardium van een konijn-model. Voor de uitvoering van deze techniek, hebben wij ook geprofiteerd van een algemeen beschikbare klinische echocardiografie systeem. Na de invoering in de praktijk het protocol hier beschreven, een onderzoeker met fundamentele echografie kennis zal worden bevoegd zijn op de prestaties van deze veelzijdige en minimaal invasieve techniek voor routinematig gebruik in experimenten, gericht op de hypothese testen van de mogelijkheden van cardiale regeneratieve therapeutics in het konijn-model. Zodra competentie is bereikt, kan de hele procedure kan worden uitgevoerd binnen 25 minuten na het konijn te verdoven.

Percutane Contrast echocardiografie geleide IMI met InI:
Hierboven beschreven met behulp van het protocol, en zodra de optimale positionering van de punt van de naald werd bevestigd door echocardiografie en de injectie gestart, transmurale hyperechogenicity werd waargenomen tijdens de levering van InI (10% v/v in PBS) (figuur 2E) , ook zo kort na het IMI aan de target-regio (<strong...

Watch this Scientific Journal Video about Percutaneous Contrast Echocardiography-guided Intramyocardial Injection and Cell Delivery in a Large Preclinical Model at JoVE.com

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

Nieuwe therapeutische strategieën in cardiale regeneratieve geneeskunde vereisen uitgebreide en gedetailleerde studies in grote preklinische diermodellen voordat zij kunnen worden beschouwd voor gebruik bij de mens. We laten hier zien een percutane contrast echocardiografie geleide intramyocardial injectietechniek bij konijnen, die is waardevol voor de hypothese testen van de werkzaamheid van dergelijke nieuwe therapieën.

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

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 ...

Gene Transfer for Ischemic Heart Failure in a Preclinical Model

Gene Transfer voor ischemisch hartfalen in een preklinisch model

Various emerging technologies are being developed for patients with heart failure. Well-established preclinical evaluations are necessary to determine ...

Intramyocardial Cell Delivery: Observations in Murine Hearts

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 ...

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. ...

A Preclinical Murine Model of Hepatic Metastases

Een preklinisch muizenmodel van levermetastasen

Numerous murine models have been developed to study human cancers and advance the understanding of cancer treatment and development. Here, a preclinical, ...

A Surgical Procedure for Resecting the Mouse Rib: A Model for Large-Scale Long Bone Repair

Een chirurgische ingreep voor resecting de muis Rib: Een Model Grootschalige Long Botherstel

This protocol introduces researchers to a new model for large-scale bone repair utilizing the mouse rib. The procedure details the following: preparation ...

Contractions of Human-iPSC-derived Cardiomyocyte Syncytia Measured with a Ca-sensitive Fluorescent Dye in Temperature-controlled 384-well Plates

Contracties van mens-iPSC-afgeleide Cardiomyocyte Syncytia gemeten met een Ca-gevoelige fluorescente kleurstof in temperatuurgevoelig 384-Wells-platen

Spontaneously contracting syncytia of cardiomyocytes derived from human-induced pluripotent stem cells (hiPSC-CM) are a useful model of human cardiac ...

Preclinical Model of Hind Limb Ischemia in Diabetic Rabbits

Preklinisch model van de achterste ledematen ischemie bij diabetische konijnen

Peripheral vascular disease is a widespread clinical problem that affects millions of patients worldwide. A major consequence of peripheral vascular ...

In Vitro Model of Coronary Angiogenesis

Here, we describe an in vitro culture assay to study coronary angiogenesis. Coronary vessels feed the heart muscle and are of clinical importance. Defects ...

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, ...