تسليم خلية داخل عضلة القلب في نماذج الفئران من أمراض القلب والأوعية الدموية، مثل ارتفاع ضغط الدم أو احتشاء عضلة القلب، ويستخدم على نطاق واسع لاختبار الإمكانات العلاجية من أنواع مختلفة من الخلايا في الدراسات التجدد. ولذلك، فإن وصفا مفصلا وتصورا واضحا لهذا الإجراء الجراحي يساعد على تحديد حدود ومزايا خلية التحليلات العلاجية القلب والأوعية الدموية في القوارض الصغيرة.
وأظهرت دراسات سابقة أن تسليم خلية يعزز تحسين وظيفة القلب عن طريق الإفراج عن السيتوكينات والعوامل التي تزيد من عودة التوعي أنسجة القلب وبقاء الخلية. بالإضافة إلى ذلك، كشفت المزيد من الملاحظات أن الخلايا الجذعية محددة، مثل الخلايا الجذعية القلبية، الخلايا الجذعية الوسيطة وcardiospheres لديهم القدرة على الاندماج داخل عضلة القلب المحيطة عن طريق التفريق في العضلية، خلايا العضلات الملساء والخلايا البطانية.
هنا، نقدم المواد والأساليب لتقديم موثوق الخلايا noncontractile في جدار البطين الأيسر من الفئران immunodepleted. الخطوات البارزة لهذا الإجراء المجهرية تشمل التخدير وحقن تسكين، داخل الرغامى التنبيب، شق لفتح الصدر وكشف القلب والتسليم من الخلايا العقيمة عيار 30 إبرة وحقنة الدقة ميكروليتر.
معالجة الأنسجة التي تتكون من حصاد القلب، embeddiنانوغرام، باجتزاء وأظهرت تلطيخ النسيجية أن حقن الخلايا داخل عضلة القلب أنتج الضرر صغيرة في منطقة النخابية، وكذلك في جدار البطين. تم الإبقاء على الخلايا Noncontractile في جدار عضلة القلب لدى الفئران المناعة وكانت محاطة بطبقة من الأنسجة متليفة، من المحتمل للحماية من الضغط القلب وتحميل الميكانيكية.
وقد تم اختبار مختلف البروتوكولات تسليم خلية في الفئران والجرذان نماذج من أمراض القلب والشرايين وذلك بهدف ترجمة كفاءة وفعالية وسلامة هذا الإجراء التجريبي في المرضى من البشر. في قلوب القوارض الصغيرة، والتسليم خلية داخل عضلة القلب هو الأسلوب الأكثر جدوى من تسليم خلية 1،2، في حين أنه في تقدمي الفئران القلب 3 و 4 إلى الوراء خلية داخل التاجي التسريب يمكن أن تستخدم أيضا. كلتا الطريقتين لها حدود ومزايا. تسليم الخليوي عبر الطريق داخل التاجي مزاياه النظرية على الحقن العضلي المباشر في تعزيز نشر خلية العالمية 3، ولكن كما أن لديها خطر التسبب في انسداد الشريان التاجي 3،5. وترتبط القيود على تسليم داخل عضلة القلب مع اصابة الميكانيكية، والتهاب حاد، وعضلة القلب الضرر 6،7. في البشر، يتم تسليم خلايا لإصلاح القلب عن طريق الحقن داخل عضلة القلب من خلال النخابية الشغاف أو الجراحيالاقتراب أو الطريق الشرياني داخل التاجي 8. هي مناسبة حقن عبر طرق transvascular في المرضى الذين يعانون من احتشاء عضلة القلب الحاد وإشباعها، ولكن قد لا يكون ممكنا في حالة انسداد أو مجموع ضعف تدفق داخل الأوعية من أراضي تنفذ 9. الحقن المباشر في جدار البطين عن طريق الحقن أو transendocardial transepicardial مجدية تقنيا تبعا لحالة المريض الصحية. في الواقع، وقد تبين أن هذه التقنية آمنة 10،11، على الرغم من حقن transepicardial عملية جراحية مفتوحة الصدر ضروري وللtransendocardial نهج مخطط الكهربية لكل مريض مطلوب للتمييز مواقع قابلة للحياة الدماغية أو شوه عضلة القلب 9.
الأهم من ذلك، في الدراسات العلاج بالخلايا اختيار أفضل الخلية المراد زرعها لا يزال قيد التحقيق. وأظهرت التحليلات على المدى القصير (4 أسابيع) أن حقن الخلايا الجذعية في القلب يعرف بأنه cardiospheres <sتصل> 12 أو الخلايا السكان الجانب من نخاع العظام التي يسببها 13 الانتعاش وظيفية القلب في الفئران والجرذ 14 15 احتشاء عضلة القلب نماذج من خلال خفض حجم ندبة وموت الخلايا. تم العثور على زرع خيفي من cardiospheres في الفئران نموذج احتشاء عضلة القلب دون كبت المناعة لتكون آمنة، وروجت تجديد القلب، وتحسين وظيفة القلب من خلال تحفيز آليات إصلاح الذاتية 15. عرضت Lin-/c-kit + الكبار الخلايا الاصلية في القلب ليكون تجديد الذات، مولد الرمع، ومتعددة القدرات في المختبر والمجراة، وعند حقنه في قلب الفئران الدماغية المعاد أجزاء كبيرة من الجدار عضلة القلب المصاب 16 وكان القدرة على تكوين موصل والمتوسطة الحجم الشرايين التاجية 17. المرحلة غذت هذه البيانات واعدة الأول والثانية من التجارب السريرية في البشر: حقن الخلايا الجذعية الوسيطة ذاتي وخيفي (MSC) 18، 19 cardiospheres20 في كل قلوب البشر الدماغية أظهرت، أو ج كيت الخلايا الجذعية القلبية الإيجابية (CSC) الآثار المفيدة في وظيفة القلب في دراسات على المدى الطويل. ومع ذلك، واسعة المدى الطويل المتابعة وبأثر رجعي التحليل التلوي أثبتت أن العلاج بالخلايا الجذعية يوفر فوائد كبيرة لبعض المرضى، ولكن ليس في الآخرين مع مجموعة من نتائج لا يمكن التنبؤ بها 21. فمن الممكن أن هذه القيود سوف يستلزم تصميم بروتوكولات محددة لتسليم خلية لكل فرد ولكل مرض.
في الماوس والفئران نماذج، كشفت دراسات طويلة الأجل التي حقن الخلايا لم مواصلة تحسين وظيفة القلب (12 شهرا). في الواقع، تم عزل ترقيع الخلايا العضلية الجنينية الجذعية البشرية المستمدة من الخلايا (HESC-CM) إلى حد كبير من عضلة القلب المضيف طبقة من الأنسجة متليفة 22،23. وقد لوحظت نتائج مماثلة بعد زرع داخل عضلة القلب والهيكل العظمي من myoblasts في قلب الفئران احتشاء 24. Furthermoإعادة، والقدرة على المدى الطويل من اللجان الدائمة خيفي للحفاظ على وظيفة في قلب احتشاء كان محدودا بسبب الانتقال من immunoprivileged إلى حالة مناعة بعد التمايز 25.
مع الأخذ بعين الاعتبار التحديات والآفاق المذكورة أعلاه، وتبين لنا هنا كيفية إيصال الخلايا عن طريق الحقن داخل عضلة القلب في الفئران. نلاحظ أن الخلايا دون cardiomyocyte خصائص مقلص لا ترتبط عضلة القلب المضيف وتشكل كتلة متماسكة مع حاجز متليفة رقيقة. على الرغم من أن في بعض الحالات هذه النتيجة قد يكون من المفيد، قد يكون التحليل التالي المفيد أن نفهم كيف يمكن التضمين engraftment الخلايا لتوليد هياكل عضلة القلب متصلة وظيفيا كذلك.
في هذا المخطوط، لقد أظهرنا كيفية إجراء الحقن داخل عضلة القلب من الخلايا في قلوب الفئران. كدليل على هذه المنهجية، وقد استخدمنا HEK293 الخلايا. من المهم التأكيد على أن خلايا HEK293 لا تستخدم في أي دراسة العلاج بالخلايا وبالتالي فإن نتائج هذه المخطوطة ليست مناسبة لترجمة مباش?…
The authors have nothing to disclose.
نشكر معهد مجدي يعقوب (MYI) لدعم التحليل المجهري والمشاريع التي تنطوي على إصلاح القلب، وفنيي ومدير منشأة الحيوانية لدينا. وقد تم دعم هذا العمل من قبل مؤسسة القلب البريطانية (فتقول)، ومنحة مشروع PG/10/019. ويدعم MPS من قبل MYI وفتقول. TP هو التميز زميل فتقول البحوث. NR هو NH & MRC أستراليا زميل.
Isolator | Pfi systems | – | Quotation needed |
Heating Pad | Vet Tech Solutions | HE006 | For small animals |
medetomidine | National veterinary Service | – | Veterinary prescription is necessary |
ketamine hydrochloride | National veterinary Service | – | Veterinary prescription is necessary |
atipamezole | National veterinary Service | – | Veterinary prescription is necessary |
Hair removal cream | Commercial shops | – | |
buprenorphine | NVS | – | Veterinary prescription is necessary |
Leica MZFLIII microscope | Leica | Model S6E | With swing arm stand TS0 |
Hamamatsu Nanozoomer digital slide scanner | Hamamatsu | RS series | |
Scanning Electron Microscope | Jeol | JSM-6610 | |
Blunt scissors | FST | 14084-09 | |
Minivent | Harvard apparatus | 73-0043 | Including small Y adapter (73-0027) and intubation cannula (73-2844) |
Forceps | FST | 11052-10 | |
Retraction system | FST | 18200-20 | Kit for animals up to 200grams |
30G 12mm; ½ inch | BBraun | A210 | Fine yellow |
microliter syringe | ESSLAB | 81201 | Also include a Hamilton repeating dispenser PB 600-1 Catalogue number 83700 |
6-0 silk suture | Ethicon | W1614T |