پچ های قلبیمهندسی بافت شده و کشت داده شده با کاردیومیوسیت های مشتق از سلول های بنیادی پرتوان القایی انسانی بازسازی کاردیومیوسیت های میزبان را در مدل رتی بهبود می بخشند
تاریخ انتشار: چهارشنبه 22 دی 1395
| امتیاز:
پیشینه:
هزاران بچه با نواقص قلبی مادرزادی بدنیا می آیند که نیازمند جراحی های ترمیمی مانند ایمپلنت های پروتزی هستند. فقدان رشد در گرافت های پروتز در جراحی های کودکان بسیار تعیین کننده است. گرافت های مهندسی بافت شده زیست تخریب پذیر که با سلول کشت داده شده اند راه حل جدیدی برای حل این مشکل هستند. هدف از مطالعه حاضر ارزیابی امکان پذیر بودن کشت کاردیومیوسیت های مشتق از سلول های بنیادی پرتوان القایی انسانی(hiPS-CMs) درون پچ های قلبی زیست تخریب پذیر بوده است.
روش ها: کاردیومیوسیت های مشتق از سلول های بنیادی پرتوان القایی انسانی روی پچ زیست تخریب پذیر مرکب از اسید پلی گلیکولیک(PGA) و نسبت 50:50 از کوپلیمر پلی(ال لاکتیک-کو- اتا کاپرولاکتون) یا PLCL برای یک هفته کشت داده شدند. رت ها نر اتیمیک به طور تصادفی به دو گروه ده رتی تقسیم شدند که گروه اول شامل گروه کشت شده با hiPS-CMs و گروه دوم گروه کشت نشده(کنترل) بود. بعد از کشت، پچ های قلبی برای ترمیم نقصی با قطر 2 میلی متر که درون دیواره مجرای خروجی بطن راست(RVOT) ایجاد شده بود، ایمپلنت شدند. قلب ها بعد از 4(n=2)، 8(n=2)، و 16(n=6) هفته بعد از ایمپلنت کردن پچ بیرون آورده شده و با استفاده از ایمنوسیتوشیمی ارزیابی شدند. تکه ها یا بافت های کشت شده برای آلفا-اکتینین(مارکر کاردیومیوسیت ها) در هفته چهارم مثبت نبود که پیشنهاد می کند که hiPS-CMs در فاز اولیه بازآرایی بافتی تکه ها را تخلیه کرده اند. با این حال، بعد از هفته 16 ایمپلنت، محدوده آسیب دیده برای سلول های آلفا اکتینین دار به طور مثبت رنگ آمیزی شده بود که در مقایسه با گروه کنترل به طور معناداری بالاتر بود که پیشنهاد می کند که سلول های کشت شده تکثیر بازسازی کننده کاردیومیوسیت های میزبان را افزایش می دهند.
بحث:
hiPS-CMsهای کشت شده بعد از 4 هفته در پچ ها وجود نداشتند. بااین حال، ما تصور می کنیم که آن ها بازسازی کاردیومیوسیت های میزبان را از طریق یک مکانیسم پاراکراین تحت تاثیر قرار می دهند. پچ های قلبی مهندسی بافت شده و کشت شده با hiPS-CMsبررسی های بیشتر برای استفاده در ترمیم بیماری های قلبی مادرزادی را تضمین می کند.
J Cardiothorac Surg. 2016 Dec 1;11(1):163.
Tissue-engineered cardiac patch seeded with human induced pluripotent stem cell derived cardiomyocytes promoted the regeneration of host cardiomyocytes in a rat model.
Sugiura T1, Hibino N1, Breuer CK1, Shinoka T2,3,4.
Abstract
BACKGROUND:
Thousands of babies are born with congenital heart defects that require surgical repair involving a prosthetic implant. Lack of growth in prosthetic grafts is especially detrimental in pediatric surgery. Cell seeded biodegradable tissue engineered grafts are a novel solution to this problem. The purpose of the present study is to evaluate the feasibility of seeding human induced pluripotent stem cell derived cardiomyocytes (hiPS-CMs) onto a biodegradable cardiac patch.
METHODS:
The hiPS-CMs were cultured on a biodegradable patch composed of a polyglycolic acid (PGA) and a 50:50 poly (l-lactic-co-ε-caprolactone) copolymer (PLCL) for 1 week. Male athymic rats were randomly divided into 2 groups of 10 animals each: 1. hiPS-CM seeded group, and 2. Unseeded group. After culture, the cardiac patch was implanted to repair a defect with a diameter of 2 mm created in the right ventricular outflow tract (RVOT) wall. Hearts were explanted at 4 (n = 2), 8 (n = 2), and 16 (n = 6) weeks after patch implantation. Explanted patches were assessed immunohistochemically.
RESULTS:
Seeded patch explants did not stain positive for α-actinin (marker of cardiomyocytes) at the 4 week time point, suggesting that the cultured hiPS-CMs evacuated the patch in the early phase of tissue remodeling. However, after 16 weeks implantation, the area fraction of positively stained α-actinin cells was significantly higher in the seeded group than in the unseeded group (Seeded group: 6.1 ± 2.8% vs. Unseeded group: 0.95 ± 0.50%, p = 0.004), suggesting cell seeding promoted regenerative proliferation of host cardiomyocytes.
CONCLUSIONS:
Seeded hiPS-CMs were not present in the patch after 4 weeks. However, we surmise that they influenced the regeneration of host cardiomyocytes via a paracrine mechanism. Tissue-engineered hiPS-CMs seeded cardiac patches warrant further investigation for use in the repair of congenital heart diseases.
PMID: 27906085