Etiquetado de las células madre con Ferumoxytol, uno de nanopartículas de hierro aprobada por la FDA de óxido
Summary
Se describe una técnica para el etiquetado y el seguimiento de las células madre aprobados por la FDA, superparamagnéticas de óxido de hierro (SPIO), ferumoxytol (Feraheme). Esta técnica de imagen celular que utiliza la resonancia magnética (RM) para la visualización, es fácilmente accesible para su seguimiento a largo plazo y el diagnóstico de engraftments células madre con o sin éxito en los pacientes.
Abstract
Terapias con células madre basado en ofrecer un potencial significativo para el campo de la medicina regenerativa. Sin embargo, aún queda mucho por entender sobre la cinética en vivo de las células trasplantadas. Un método no invasivo para monitorizar repetidamente trasplantado células madre in vivo que permiten a los investigadores a monitorear directamente los trasplantes de células madre y la identificación de los resultados del injerto con o sin éxito.
Una amplia gama de células madre sigue siendo investigado por un sinnúmero de aplicaciones. Este protocolo se centra en tres poblaciones diferentes de células madre: embrionarias de riñón humano 293 (HEK293) las células, las células madre mesenquimales (hMSC) y células madre pluripotentes inducidas (iPS). HEK 293 células derivadas de células embrionarias de riñón en un cultivo con adenovirus 5 esquilada de ADN. Estas células se utilizan ampliamente en la investigación, ya que son de fácil cultivo, crecen rápido y son transfectadas con facilidad. hMSCs se encuentran en la médula ósea de adultos. Estas células can se replican como células indiferenciadas, manteniendo multipotencia o el potencial de diferenciarse en un número limitado de destinos celulares. hMSCs puede diferenciar a los linajes de tejidos mesenquimales, incluyendo los osteoblastos, adipocitos, condrocitos, tendones, músculos, y el estroma de médula ósea. Las células iPS se reprograman genéticamente células adultas que han sido modificadas para expresar los genes y factores similares a las propiedades de la definición de las células madre embrionarias. Estas células son pluripotentes, es decir tienen la capacidad de diferenciarse en todos los linajes de células 1. Ambos hMSCs y las células iPS han demostrado la capacidad regenerativa del tejido in vivo.
La resonancia magnética (RM) junto con el uso de óxido de hierro superparamagnético (SPIO) etiquetas de nanopartículas de células han demostrado su eficacia en el seguimiento in vivo de células madre debido a la resolución anatómica microscópica cerca, un análisis de sangre mayor vida media que permite imágenes longitudinal y la alta SENSIBILIDADy para la detección de células proporcionada por imágenes de RM de las nanopartículas SPIO 2-4. Además, la RM con el uso de SPIOs es clínicamente traducible. SPIOs se componen de un núcleo de óxido de hierro con una capa superficial de dextrano, carboxidextrano o almidón que sirve para contener el núcleo de hierro biorreactivo de componentes del plasma. Estos agentes locales crear inhomogeneidades del campo magnético que conducen a una disminución de la señal en imágenes potenciadas en T2 MR 5. Por desgracia, SPIOs ya no se fabrican. De segunda generación, ultra SPIOs (USPIO), sin embargo, ofrecer una alternativa viable. Ferumoxytol (FerahemeTM) es un USPIO compone de un núcleo de magnetita no estequiométrica rodeado por una capa carboxymethylether sorbitol poliglucosa. El tamaño coloidal, las partículas de 17-30 nm ferumoxytol es determinado por la dispersión de luz. El peso molecular es de 750 kDa, y la capacidad de relajación constante en el campo 2T RM es 58,609 MM-1 seg-1 fuerza 4. Ferumoxytol fue recientemente aprobado por la FDA unas un suplemento de hierro para el tratamiento de la deficiencia de hierro en pacientes con insuficiencia renal 6. Nuestro grupo ha aplicado este agente en un "off label" uso para aplicaciones de etiquetado de la célula. Nuestra técnica demuestra el etiquetado eficiente de las células madre con ferumoxytol que conduce a importantes efectos de la señal de RM de las células marcadas en las imágenes de RM. Esta técnica puede ser aplicada para la monitorización no invasiva de las terapias de células madre en la configuración pre-clínicos y clínicos.
Protocol
Discussion
La mejora de la eficacia de engraftments de células madre es fundamental para el avance de la medicina regenerativa. Una técnica de visualización no invasiva de las células madre in vivo aumenta considerablemente nuestra capacidad de entender los mecanismos que conducen a los resultados de éxito del injerto. Etiquetado magnética para la visualización de la RM, tales como el procedimiento que hemos demostrado, permite el seguimiento en vivo de las células madre con la RM. Marcadas magnéticament…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Este trabajo fue apoyado por una subvención del Instituto Nacional de Artritis y Enfermedades Musculoesqueléticas y de la piel: 3R01AR054458-02S2.
Materials
| Name of the reagent | Company | Catalogue number | Comments (optional) |
| D-MEM High Glucose | Sigma | D5648 | Or other base medium for desired stem cell line to be used |
| D-PBS (Ca++, Mg++ free) | GIBCO | 14190-144 | |
| Trypsin-EDTA 0.05% | Invitrogen | 25300-120 | |
| Fetal Bovine Serum (FBS) | Hyclone | SH30071.03 | |
Ferumoxytol (Feraheme) |
AMAG | 59338-0775-01 | |
| Protamine Sulfate | APP Pharm. | 22930 |
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