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Questo studio riporta un metodo efficace di endoscopico cellule stromali derivate dal tessuto adiposo (ADSC) -sheet trapianto per la prevenzione stenosi esofagea dopo una dissezione endoscopica della sottomucosa prolungato (ESD) in un modello suina.
Negli anni passati, il costrutto cellule-foglio ha stimolato grande interesse nella medicina rigenerativa, in particolare per le procedure di chirurgia ricostruttiva. Lo sviluppo di tecnologie diversificate, che conciliano cellule stromali derivate dal tessuto adiposo (ADSCs) con vari biomateriali ha portato alla costruzione di numerosi tipi di sostituti tissutale, come le ossa, cartilagine e tessuto adiposo da roditore, suina o ADSCs umane. Esteso esofageo dissezione sottomucosa endoscopica (ESD) è responsabile della formazione di stenosi esofagea. prevenzione della stenosi rimane impegnativo, con trattamenti efficaci disponibili. Precedenti studi hanno riportato l'efficacia del trapianto di cellule fogli mucosa in un modello canino e nell'uomo. ADSCs vengono attribuite proprietà anti-infiammatorie, effetti di modulazione immunitaria locale, induzione neovascolarizzazione, e capacità di differenziazione in mesenchimali e lignaggi non mesenchimali. Questo studio originale descrive TRA endoscopicansplantation di un costrutto tissutale ADSC per evitare stenosi esofagea in un modello suina. Il costrutto ADSC era composto da due fogli ADSC allogeniche a strati l'uno sull'altro su una membrana di supporto cartaceo. Le ADSCs sono stati etichettati con il fluoroforo PKH67 per consentire sonda-based endomicroscopy laser confocale monitoraggio (PCle). Il giorno del trapianto, è stata effettuata una 5-cm e ESD emi-circonferenziale noti per indurre stenosi esofagea. Gli animali sono stati subito endoscopicamente trapiantati con 4 costrutti ADSC. L'adesione completa dei costrutti ADSC stato ottenuto dopo 10 min di applicazione delicata. Gli animali sono stati sacrificati al giorno 28. Tutti gli animali sono stati trapiantati con successo. Il trapianto è stato confermato il giorno 3 con una valutazione PCle positivo. Rispetto agli animali trapiantati, gli animali di controllo hanno sviluppato gravi stenosi, con grande sviluppo del tessuto fibrotico, più frequenti problemi alimentari, e aumento di peso ridotto. Nel nostro modello, il trapianto di allogenic ADSCs, organizzati in fogli doppi cellulari, dopo ESD prolungato ha avuto successo e fortemente associata con un tasso di stenosi esofageo inferiore.
La gestione dei tumori esofagei superficiali è cambiato con lo sviluppo di nuove tecniche endoscopiche. Al giorno d'oggi, la resezione endoscopica è il trattamento di prima linea. Infatti, è associata a tassi di morbilità e mortalità inferiori rispetto a un intervento chirurgico con risultati uguali oncologici 1, 2, 3. resezione endoscopica della mucosa (EMR) e la resezione endoscopica della sottomucosa (ESD) sono le tecniche più utilizzati. Nel caso di un tumore superficiale esteso, ESD è preferito. Rispetto a EMR, ESD permette resezione in blocco, indipendentemente dalle dimensioni della lesione e la forma 4, 5, 6. La principale complicazione ritardata di ESD è formazione di stenosi esofagea, che si verifica in genere tra una e due settimane dopo la resezione. studi pubblicati recenti hanno dimostrato che la formazione di stenosi è correlatodimensioni della resezione. Il giapponese endoscopica Society raccomanda di evitare ESD di dimensioni superiori a ¾ della circonferenza esofageo perché sono associati con lo sviluppo stenosi in più del 90% dei casi e sono responsabili di problemi di alimentazione severe e maggiore deterioramento della qualità della vita.
La prevenzione della stenosi esofagea rimane difficile. Meccanismi coinvolti nella formazione di stenosi sono solo parzialmente noti. Stenosi formazioni sembra derivare dalla associazione di due diversi meccanismi: (1) pro-infiammatorie reclutamento cellulare e (2) un eccessivo sviluppo della fibrosi 7. Sono stati proposti diversi trattamenti preventivi. Tuttavia, i risultati non sono stati soddisfacenti, con pochi benefici e gli effetti collaterali gravi 8, 9. Recentemente, un team giapponese, Ohki et al. , Proposto trapiantare un strato di cellule monostrato di cellule della mucosa orale autologhe nella esophcicatrice ageal. Il trapianto è stato effettuato immediatamente dopo ESD 10, 11. Essi hanno dimostrato l'efficacia di questo approccio innovativo, prima in un modello canino e poi nei pazienti.
le cellule derivate dal tessuto adiposo stromali (ADSCs) sono promettenti nella medicina rigenerativa. La loro applicazione in diversi settori ha mostrato risultati interessanti, soprattutto nel processo di guarigione. Terapia ADSC offre diversi vantaggi, in quanto le cellule sono facilmente isolati e sono associati con proprietà anti-infiammatorie, effetti immunomodulanti locali, induzione neovascolarizzazione, e capacità di differenziazione in mesenchimali e linee non mesenchimali 12, 13, 14.
In uno studio precedente, la nostra squadra ha dimostrato l'efficacia del doppio trapianto endoscopica ADSC fogli per prev stenosi esofageaenzione dopo ESD prolungato in un modello di suini 15. In questo articolo, vengono presentati i rapporti di costruzione ADSC fogli e la tecnica di trapianto endoscopico.
Tutti gli animali sono stati trattati secondo il comitato etico Animal Research (linee guida del Ministero dell'Agricoltura francese). Il protocollo ha ricevuto l'approvazione del comitato etico locale autorizzato per sperimentazioni animali al Paris Descartes University (numero di registrazione MESR 2.035,02; Facoltà di Medicina Paris Descartes, Parigi, Francia).
1. ADSC cultura e etichettatura
2. Fare doppio ADSC fogli Construct
3. esofagea endoscopica della sottomucosa dissezione (ESD)
4. endoscopica Trapianto
5. postoperatoria valutazione e di follow-up
La cultura ADSCs e la procedura per ottenere il foglio ADSC è mostrato in Figura 1. La Figura 2 mostra la costruzione del trapianto, composto da due fogli ADSC livelli reciprocamente sulla loro membrana supporto cartaceo. ADSCs erano stati precedentemente etichettati con il fluoroforo PKH67 per consentire il monitoraggio del trapianto in vivo con PCle. La Figura 3 mostra le varie fasi estesa esofageo dissezione sottomucosa endoscopica, risultante in una cicatrice esofagea 5 cm e emi-circonferenziale. La Figura 4 mostra la procedura di trapianto endoscopica. Il trapianto ha avuto successo per tutti gli animali dopo 10 min di applicazione delicata. La Figura 5 mostra la valutazione PCLE positivo il giorno 3, confermando il successo della procedura di trapianto.
Il periodo di follow-up ha permesso analys stenosi multimodali è. Le diverse valutazioni sono mostrati nelle seguenti figure e tavolo. Rispetto agli animali di controllo, il gruppo di animali trapiantato ha mostrato meno frequenti problemi alimentari ed una maggiore aumento di peso al giorno 28. Un animale dal gruppo trapiantato ha sviluppato una grave stenosi esofagea rispetto a tutti gli animali del gruppo di controllo. Rispetto agli animali trapiantati, gli animali di controllo hanno sviluppato significativo tessuto fibrotico. La tabella 1 mostra i risultati clinici e endoscopiche durante il periodo di follow-up. Figura 6 mostra l'endoscopica e reperti radiologici alla fine del periodo di follow-up in animali trapiantati e non trapiantati. La Figura 7 mostra i diversi risultati istologici tra animali trapiantati e controllo. Questi dati confermano l'efficacia del trapianto ADSC fogli per la prevenzione stenosi esofagea.
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Figura 1. ADSC scheda Costruisci. A e B. Early-passaggio ADSCs in piastre di coltura standard con diversi ingrandimenti. fogli ADSC sono stati ottenuti coltivando ADSCs PKH-etichettati in piatti della cultura sensibile alla temperatura commerciali. C. Quando la temperatura di incubazione è stata ridotta a 20 ° C (temperatura ambiente), tutte le cellule spontaneamente staccate dalle superfici piatto come fogli ADSC intatte, senza la necessità di un trattamento enzimatico. Foglio D. Un ADSC raccolte prima della costruzione del trapianto utilizzando una membrana di trasferimento. Clicca qui per vedere una versione più grande di questa figura.
Figura 2. Fare doppio ADSC scheda Costruisci. A, B, e C. Il giorno prima transplantazione, ADSCs PKH-marcate sono state raccolte al numero precoce passaggio (P4 - P5), testa di serie su una coltura cellulare sensibile alla temperatura 12-bene, e colto a 37 ° C e 5% di CO 2 con un minimo di alpha mezzo essenziale di cui 10% del feto siero di vitello e 1% di antibiotici (penicillina e streptomicina). Ogni pozzetto è stato rivestito con una membrana poli-N-isopropilacrilammide (sul fondo di ciascun pozzetto) e inseminata con 1,5 x 10 6 cellule. Quando la temperatura di incubazione è stata ridotta a 20 ° C (temperatura ambiente), tutte le cellule spontaneamente monofamiliare come fogli ADSC intatte, senza la necessità di trattamento enzimatico. D. schema teorico del doppio costrutto cellule-strato composto da due fogli ADSC livelli reciprocamente e applicato ad una membrana supporto cartaceo. E. vista macroscopica di un doppio costrutto cellule-scheda completata. Modificato da riferimento 15. Si prega di cliccare qui t o vedere una versione più grande di questa figura.
Figura 3. Procedura endoscopica dissezione sottomucosa. Segni A. endoscopica sono stati creati per delimitare il campo di resezione, che vanno da 40 a 45 cm dal arcata dentale e coinvolgente metà della circonferenza. B. La sottomucosa iniezione di una soluzione di glicerolo contenente indaco carminio. L'obiettivo di questa iniezione era di separare lo strato mucoso dallo strato muscolare per esporre lo strato sottomucosa. Incisioni C. periferici sono stati effettuati esternamente ai marchi endoscopiche, rivelando lo strato sottomucosa iniettato. D. La vista endoscopica alla fine della dissezione sottomucosa mostra un 5 cm di lunghezza e emi-circonferenziale scar esofagea.et = "_ blank"> Clicca qui per vedere una versione più grande di questa figura.
Figura 4. Fare doppio ADSC scheda endoscopica procedura di trapianto. A. Quattro ADSC costruisce pronte per essere trapiantate. B. Protezione della ADSC costruire sotto un grande tappo endoscopica prima del trapianto. Vista C. endoscopica della traversata della faringe animali, mostrando il costrutto ADSC protetta sotto il cappuccio endoscopico. D. 10 min di applicazione è stato sufficiente per ottenere foglio di aderenza. L'applicazione è stata eseguita utilizzando il tappo endoscopica o pinze endoscopiche. Clicca qui per vedere una versione più grande di questa figura.
Figura 5. Risultati PCle. PCLE il giorno 3 mostra segnali spontanei e intensi simili a quelli ottenuti in vitro, compatibile con un trapianto di cellule fogli successo. Nessun segnale è stato trovato nei giorni 14 e 28. A. Il vitro segnale PCle di ADSCs in sospensione. B. Il segnale in vitro PCle di ADSCs organizzati in un strato di cellule. C. L'applicazione in vivo PCle sonda per la cicatrice esofageo. D. Il segnale in vivo PCle di ADSCs visualizzato il giorno 3 dopo il trapianto. Modificato da riferimento 15. Si prega di cliccare qui per vedere una versione più grande di questa figura.
Figura 6. Risultatidella analisi morfologica il giorno 28. Rispetto al gruppo di controllo, il endoscopica e reperti radiologici il giorno 28 hanno mostrato una stenosi breve e leggera, senza la dilatazione a monte e una mucosa completamente ri-epitelizzata. Modificato da riferimento 15. Si prega di cliccare qui per vedere una versione più grande di questa figura.
Figura 7. istologica valutazione delle aree stenosi. L'analisi istologica è stata eseguita dopo HES-etichettatura e la presentazione digitalizzazione. Negli animali trapiantati (A), il processo di guarigione è stato migliorato, con maggiore riepitelizzazione e diminuita sviluppo della fibrosi, rispetto ai animali non-trapiantati (B). lo sviluppo del tessuto fibrotico intenso eraosservato a causa di muscolaris distruzione mucose, fibrotica interno invasione strato muscolare, e grandi difetti della mucosa. Modificato da riferimento 15. Si prega di cliccare qui per vedere una versione più grande di questa figura.
Tabella 1. Le valutazioni clinico durante il periodo di follow-up. valutazioni cliniche sono state eseguite utilizzando una valutazione clinica quotidiana secondo il punteggio Mellow Pinkas e con variazione di peso. (*) Mellow Pinkas punteggio 16. Modificato da riferimento 15.
In questo modello di maiale, il trapianto di ADSC fogli era tecnicamente riuscita, e il vivo di valutazione PCle in permesso per il monitoraggio attecchimento delle cellule. valutazioni cliniche, endoscopici, radiologici e istologici hanno dimostrato l'efficacia del foglio ADSC endoscopica alla prevenzione stenosi esofagea dopo ESD prolungato.
Il trapianto endoscopica di una soluzione di glicerolo ADSC contenente un foglio di tintura indaco carminio è un approccio innovativo nel campo della medicina rigenerativa. Ohki et al. prima descritta la procedura di trapianto endoscopica. Nei loro studi, costrutti cellule fogli erano composti da fogli mucosa orale epiteliali cellule stratificate su un sottile foglio di polivinildenfluoruro, utilizzato come una membrana di supporto 10, 11, 19. La membrana supporto è stato afferrato con una pinza endoscopica e con attenzione posto sul letto dell'ulcera. Cell fogli adesione è stata ottenuta dopo 10 min di applicazione delicata. Questa procedura non è ancora stato riprodotto. In questo studio, doppi costrutti ADSC fogli sono stati trapiantati per diverse ragioni. La scelta di ADSC è basata su diversi studi che hanno dimostrato le loro capacità anti-infiammatorie, in particolare nel processo di guarigione della pelle. ADSCs sono noti per modulare cheratinociti e fibroblasti interazioni 7. Il meccanismo di sviluppo della fibrosi è complesso e solo parzialmente compreso. L'effetto paracrino sembra giocare un ruolo importante nell'azione ADSC, compresa la produzione di fattori anti-infiammatori, come ad esempio TGFβ e fattori pro-angiogenici 20.
Il trapianto ADSC fogli endoscopica ha diversi limiti. Innanzitutto, i fogli di cellule sono stati applicati per 10 minuti per la cicatrice esofagea per ottenere una stabile adesione. Questa parte della procedura è stato impegnativo, tecnicamente difficile, e doveva essere eseguita da un endoscopista esperto. Tuttavia, tutti gli animali sono stati trapiantati con successo, confermando la fattibilità della procedura endoscopica. Recentemente, l'uso di un dispositivo 3D-stampati per migliorare il successo del trapianto di cellule fogli è stato segnalato 21. In secondo luogo, questa tecnica è associato ad un tasso di sopravvivenza sconosciuta. Una cicatrice esofagea è un ambiente aggressivo per le cellule. Un piatto sensibile alla temperatura consente la produzione della cellula fogli costrutto attraverso la matrice extracellulare e per la formazione di connessioni cellulari. Pertanto, per migliorare il tasso di sopravvivenza e le interazioni ADSC, un doppio costrutto ADSC fogli è stata scelta 22, 23. Questo studio non è stato progettato per valutare il tasso di sopravvivenza delle cellule o l'effetto dose del trapianto sulla prevenzione stenosi esofagea, che sono entrambe le domande importanti. Terzo, come in Ohki et al. , L'uso di una membrana di supporto era necessario effettuare il costrutto ADSC fogli. A poppaer il trapianto, la membrana supporto della carta non può essere rimosso senza distruzione costrutto. Questo materiale estraneo intra-esofageo è stato responsabile per la maggiore infiammazione. Una tecnica ottimizzata consentirebbe la rimozione della membrana supporto carta.
monitoraggio trapianto con PCle era anche una sfida. Questa nuova tecnica di imaging endoscopica consente l'analisi istologica vivo, compresa la visualizzazione del pattern ghiandolare, micro-vascolarizzazione e l'alterazione cellulare. PCle è stata valutata in molte malattie dell'apparato digerente, come la malattia infiammatoria intestinale, esofago di Barrett, e le cisti del pancreas mucinosi 24, 25. Il fluoroforo PKH67 PCle-compatibile è stato utilizzato per l'etichettatura delle cellule. Un segnale fluorescente compatibile con la presenza del foglio ADSC è stata osservata in 4 animali il giorno 3. Tale risultato positivo riflette il successo del trapianto di ADSC fogli. Tuttavia, becauso PKH67 ha un segnale è diminuito nel corso del tempo e, dopo la divisione cellulare, la valutazione PCle era possibile solo pochi giorni dopo il trapianto 26. Ohki et al. e Kanai et al. monitorato trapianto di strato di cellule attraverso immunostaining, e hanno confermato la presenza di cellule fino al giorno 8 dopo il trapianto. cellule mature sono stati utilizzati in questo studio, che hanno il vantaggio di specifici immunocolorazione.
stenosi esofagea è uno dei più gravi eventi avversi seguenti ESD, limitando così lo sviluppo tecnica. tecniche ottimali per prevenire la formazione di stenosi sono ancora carente. Nella pratica clinica, i pazienti con estesa ESD esofageo sono prescritti diversi trattamenti preventivi, quali i corticosteroidi, dilatazioni endoscopiche palloncino o stenting esofageo 27. È stata condotta l'applicazione locale di biomateriale, con risultati diversi 28, 29 . Lo scopo della medicina rigenerativa è ricostruire un tessuto o organo utilizzando vari approcci, come sostituzione di tessuti o di immunomodulazione locale. Per la sostituzione del tessuto, l'utilizzo di scaffold biologici con o senza cellule epiteliali è stata valutata in letteratura 30, 31. A riepitelizzazione precoce e maggiore è stata osservata nel cicatriziale esofagea. Per immunomodulazione locali, pochi dati sono disponibili in letteratura circa iniezione ADSC o applicazione membrana amniotica 32, 33. Sono stati osservati una formazione di stenosi in ritardo e un tasso di stenosi diminuito.
In questo modello di maiale, la procedura di trapianto di cellule fogli endoscopica è stata eseguita con successo. ADSCs trapiantati organizzati in fogli doppi cellulari hanno dimostrato la loro capacità di prevenire la formazione di stenosi esofagea dopo ESD prolungato. I meccanismi coinvolti nella guarigione ADSCprocesso sono poco conosciute e deve essere ulteriormente analizzato in studi futuri. Pertanto, alla luce di questi risultati promettenti, una sperimentazione clinica deve essere condotta per valutare l'efficacia del costrutto ADSC fogli dopo prolungato ESD nei pazienti.
Gli autori non hanno nulla da rivelare.
This study was supported and funded by the Avenir Foundation (Fondation de l'Avenir, 255 rue de Vaugirard, 75719 Paris cedex 15, Paris, France). This study would never have been conducted without the precious help of the veterinary team of the Laboratory of Biosurgical Research from the Alain Carpentier Foundation.
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