Stem cell characterization an application for rabbit‘s cardiac muscle regeneration
Sarapinienė, Ieva |
Siekiant sukurti ląstelių terapija pagrįstą biotechnologiją pažeisto miokardo funkcijoms gerinti, atlikome išsamius kamieninių ląstelių, išskirtų iš triušio griaučių raumens, tyrimus. Nustatėme, kad iš triušių raumens išskirtos mioblastų linijos pasižymėjo miogeninėms kamieninėms ląstelėms būdingomis savybėmis. Savo tyrimuose pirmą kartą parodėme, kad NAD(P)H fluorescencijos pokyčiai gali būti mioblastų diferenciacijos žymeniu, o taip pat gali būti vertingu rodikliu nustatant kamieninių ląstelių gyvybingumo kitimus. Naudojant imunoblotingo metodą ir naujus fluorescencinius metodus ištyrėme, kaip su infarktu bei transplantavimo procedūromis susijęs karščiavimas veikia Cx43 ekspresiją ir pralaidumo savybes mioblastuose ir modelinėje HeLa ląstelių sistemoje. Ląstelių terapijos efektas buvo įvertintas in vivo echokardiografiniais tyrimais, o taip pat ex vivo optinio mepingo ir histologiniais metodais. Miogeninės ląstelės, injekuotos į triušio infarkto zoną, sumažino širdies kairiojo skilvelio išmetimo frakcijos blogėjimą ir gerino infarkto srities elektrinį aktyvumą; didesnį teigiamą poveikį turėjo Cx43-EGFP ekspresuojantys skeleto mioblastai. Naudojant audinių inžinerijos metodus ištyrėme skirtingų kamieninių ląstelių ir kolageninių karkasų suderinamumą, įvertinome dirbtinio audinio fragmento sąveika su širdies audiniu. Kolageno karkasai tinka skirtingų tipų kamieninių ląstelių auginimui. Implantuoti į širdį kolageniniai karkasai atlieka ląstelių imobilizavimo funkciją ir suyra per du mėnesius po implantacijos. Mūsų gauti duomenys gali būti vertingi tobulinant ląstelių terapija pagrįstą miokardo infarkto gydymą.
The diverse investigations of stem cells derived from rabbit’s skeletal muscle were performed to design stem cell-based technology for improvement of the heart muscle functions after MI. We developed the new method for the rapid and direct estimation of metabolic and viability status of cells based on the fluorescence measurement of natural fluorophore NAD(P)H. We propose that the increase of NAD(P)H fluorescence intensity could be the indicator of myoblast differentiation. NAD(P)H fluorescence measurements also can be used for continuous noninvasive monitoring of myoblast viability. The impact of inflammation caused by transplantation procedures and MI itself on Cx43 expression and permeability properties was investigated by immunoblotting and new fluorescence method in myoblasts and HeLa cells. Stress-activated c-Jun N-terminal kinase signaling pathway has been shown to be responsible for changes in Cx43 expression. The effect of stem cell therapy was determined by echocardiography, optical mapping techniques and by histological examination. Transplantation of SkMs after MI did not improve left ventricle ejection fraction but significantly slowed down the impairment of mechanical function of the heart comparing to control MI. Moreover, we observed the substantial recovery of the electrical activity in MI zone after transplantation of Cx43-EGFP expressing SkMs. Different stem cell types used for tissue engineering were found to be compatible with collagen scaffolds which degraded in 2 months after implantation onto the pericardium. Our results could be valuable for the improvement of stem cell therapy-based treatment of MI.