Génie tissulaire du pancréas entier est un défi en raison de ses fonctions exocrines et endocrines. Nous montrons une méthode pour la dissection d’un pancréas de porc intact et le processus de DÉCELLULARISATION réussie par perfusion de détergents Triton X-100, désoxycholate de sodium et désoxyribonucléase.
Génie tissulaire du pancréas entier peut améliorer les traitements actuels pour le diabète sucré. Le but ultime est de pancréas ingénieur de tissus provenant d’une source allogénique ou xénogénique avec des cellules humaines. Une démonstration de méthodes pour la dissection efficace et DÉCELLULARISATION recellularization du pancréas porcin peut-être bénéficier du champ. Semblable à pancréas humains, pancréas porcins ont un arrangement spécial anatomique avec trois lobes (splénique, duodénal et connexion) arrondies par le duodénum et l’intestin grêle. Le lobe duodénal du pancréas se connecte au duodénum par plusieurs petits vaisseaux sanguins. Génie tissulaire du pancréas est compliquée en raison de son caractère exocrine et endocrine. Dans cet article, nous montrons un protocole détaillé de disséquer le pancréas entier porcin et il decellularize avec des détergents tout en économisant de sa structure et certains composants de la matrice extracellulaire. Pour atteindre la perfusion complete, l’aorte est choisie comme d’entrée et de la veine porte comme exutoire. Les autres vaisseaux (artère hépatique, la veine splénique, artère splénique, arbre de l’artère et la veine mésentérique) et biliaires sont ligaturés. Pour éviter la formation de thrombus, le cochon est hépariné et, immédiatement après la dissection, l’orgue est rincé avec de l’héparine froid. Pour inhiber l’action des enzymes exocrines, la DÉCELLULARISATION de pancréas est fixée à 4 ° C. La DÉCELLULARISATION est interprétée par perfusion de X-100 Triton, désoxycholate de sodium et désoxyribonucléase, avec un un lavage intermittent et final. Avec une succès DÉCELLULARISATION, le pancréas apparaît en blanc, et une évaluation histologique à l’hématoxyline et éosine montre une absence de noyaux avec une structure préservée de la matrice extracellulaire. Ainsi, la méthode proposée peut servir à disséquer et decellularize pancréas entier porcin avec succès.
Diabète sucré se caractérise par la présence de l’augmentation des niveaux de glucose dans le sang. Elle est reconnue comme un défi majeur de santé publique dans la plupart pays1. Des niveaux élevés de glucose dans le sang affectent les vaisseaux sanguins et le système nerveux, causant des dommages aux yeux, cœur, reins, et ischémie périphérique. Les méthodes traditionnelles de traitement comprennent des injections d’insuline exogène, des médicaments et des changements de style de vie. Mettant de côté un remède contre la maladie, dans certains cas, les traitements disponibles ne parviennent pas à conserver l’insuline au niveau thérapeutique, ce qui entraîne une hyperglycémie. Bien que la transplantation d’îlots ou de pancréas entier élimine la maladie, il n’est pas souvent fait en raison d’une pénurie d’organes du donneur et les risques et les difficultés liées à l’immunosuppression et encapsulation2.
Améliorations actuelles dans le domaine des tissus ingénierie et la médecine régénérative possèdent la capacité de fournir une solution pour ces questions. Avec la technique de DÉCELLULARISATION, le matériel cellulaire provenant d’un donneur humain ou animal peut être retiré tout les protéines importantes de la matrice extracellulaire (MEC), facteurs de croissance, et molécules de signalisation sont préservés à l’échafaud. Ces échafaudages peuvent potentiellement être transplantées sans la nécessité d’une immunosuppression, afin de restaurer la fonction d’organe après recellularization avec des cellules souches non immunogènes3,4 propre du bénéficiaire. Les organes tissulaire de sources allogéniques ou xénogéniques peuvent être utilisés en transplantation clinique, comme les protéines de la matrice extracellulaire majeure sont conservées entre les espèces et ne peuvent pas être rejetées après transplantation5.
DÉCELLULARISATION est une méthode bien explorée impliquant l’utilisation optimale des forces physiques, chimiques détergents et enzymes dans un contexte physiologique pour enlever les cellules et les matières nucléaires d’un tissu ou un organe. Recellularization est une procédure d’ensemencement des cellules dans l’orgue acellulaire. Il s’agit d’une procédure intellectuellement difficile, nécessitant un grand nombre de cellules, une stratégie optimale d’ensemencement des cellules et un système de bioréacteur pour la culture de l’orgue de conditions physiologiquement acceptables comme la température, la pression et gaz6.
Le pancréas peut être considéré comme un stimulant tissulaire pour l’ingénierie tissulaire en raison de ses capacités exocrines et endocrines. Le tissu exocrine sécrète plusieurs enzymes digestives, tandis que la partie système endocrinienne sécrète des hormones, y compris l’insuline. La DÉCELLULARISATION de pancréas intactes de souris7,8, humain9et cochon10 a déjà été signalée à l’aide d’enzymes (trypsine, désoxyribonucléase [DNase]) et non ioniques (Triton X-100) et les détergents ioniques () désoxycholate de sodium [SDC] et dodécyl sulfate de sodium [SDS]). Cependant, à la suite les protocoles publiés, nous avons lutté avec une dissection réussie et DÉCELLULARISATION tout en conservant une structure ECM et perfusion complete. Nous avons supposé que les détergents appliqués pendant la DÉCELLULARISATION provoquent la lyse des cellules, libérant ainsi les enzymes digestives dans l’organe. Les enzymes libérées causera un dommage irréversible à l’échafaud de l’ECM et rendent inefficaces pour DÉCELLULARISATION et recellularization. Une conception de la méthode qui effectivement decellularizes pancréas tout en inhibant l’action des enzymes digestives peut résoudre le problème. Nous avons choisi la stratégie de Peloso et al., de DÉCELLULARISATION du pancréas à une température froide, même si elles n’a pas indiqué pourquoi la température froide est utilisé9. Dans le même temps, nous avons conçu une stratégie de dissection sous réserve de modifications de Taylor et coll. en choisissant l’aorte comme une admission de perfusion sur le tronc coeliaque (CT) et l’ artère mésentérique supérieure (AMS)11.
Dans un article récemment publié12, nous démontrons une méthode d’isolation efficace et DÉCELLULARISATION de pancréas de porc tout en préservant certains composants ECM. Dans cet article, nous montrent une description détaillée de comment disséquer un pancréas entier porcin contenant splénique, duodénale et lobes de connexion et présenter un protocole progressif pour DÉCELLULARISATION réussie.
Le protocole proposé, à l’aide de perfusion de la DDC et le Triton X-100 à 4 ° C, sera decellularize pancréas entier porcin avec succès. Le défi dans cette technique est la dissection du pancréas intacte contenant tous les trois lobes sans endommager le parenchyme et ses navires d’approvisionnements, ainsi que la ligature des autres branches vasculaires de l’échantillon pour perfuse l’orgue sans fuite. Le pancréas de porc a une anatomie différente par rapport au pancréas humain. Il se compose de trois lobes et reste en contact étroit avec l’intestin grêle en l’entourant en partie. Nous avons disséqué le duodénum et le pancréas, comme plusieurs petits vaisseaux sanguins du pancréas connecter l’intestin. Au cours des études d’optimisation, coupe émoussé de ces vaisseaux sanguins a montré la fuite et une perfusion incomplète des solutions.
Étant donné que l’aorte se connecte au pancréas à travers les artères mésentériques supérieures et kashers, nous avons choisi l’aorte comme une admission de garder la perfusion simple en utilisant seulement une canule et, par conséquent, une entrée. Dans notre expérience, la ligature de l’aorte, au-dessus de la CT et en dessous le SMA va diminuer le temps de la dissection et réduit le risque d’endommager un des deux navires. Outre un cochon hépariné, on a également remarqué qu’une perfusion d’héparine froid via l’aorte juste après la dissection aide dans la réalisation de la perfusion de solutions tout au long de l’orgue. Nous pensons que si cela se produit en empêchant la formation de caillots sanguins dans les vaisseaux sanguins. La perfusion initiale d’un pancréas avec de l’eau ultrapure après dissection se lyser les globules rouges et enlever les restes de sang dans l’organe, empêchant ainsi la formation de caillots sanguins. Cette période peut également servir de trouver n’importe quel unligated petites branches des veines et des artères, la circulation sanguine peut être facilement observée au-dessus de l’arrière-plan.
Nous avons choisi de maintenir la procédure entière DÉCELLULARISATION à froid (4 ° C), car cela va entraver l’action des enzymes exocrines qui libèrent des cellules exocrines du pancréas. Les enzymes exocrines, ne pas d’inhibition, peuvent provoquer un effet délétère sur les cellules et l’ECM, car elles peuvent digérer des membranes cellulaires et protéines12. Gel et de dégel peuvent effectivement d’éclatement des cellules, nous avons inclus un temps de gel/dégel, initialement avant même que la perfusion des détergents4,13. Le lavage initial après décongélation va supprimer les restes de salves de la cellule. Le traitement au détergent, nous avons utilisé est un mélange de DDC et Triton X-100 à des concentrations anormalement élevées et à une vitesse de perfusion élevé. Nous avons choisi cette approche pour atteindre DÉCELLULARISATION plus rapidement en enlevant les cellules exocrines qui endommagent l’ECM. Nous croyons qu’un protocole stricte est bénéfique pour DÉCELLULARISATION de pancréas, que moins de temps sera disponible pour des enzymes pancréatiques interagir avec l’ECM, préservant ainsi les bonnes composantes d’ECM. Pour préserver les composants de l’ECM, nous avons également ajouté inhibiteur de protéase de sérine (PMSF) pour les solutions détergentes, car qui inhibent l’activation des enzymes libérés des cellules exocrines14. L’azoture de sodium est ajouté à toutes les solutions de DÉCELLULARISATION, car il agit comme agent bactériostatique, inhibant ainsi les risques de contamination bactérienne15.
Le pancréas DECELLULARISE suivant ce protocole a montré une préservation des structures de l’ECM et l’ECM protéines collagène et d’élastine. Cependant, une perte importante de glycosaminoglycanes a été remarquée dans le pancréas DECELLULARISE. DECELLULARISE de cette façon aussi prometteuses pour la fixation des cellules souches humaines du pancréas foetales et l’expression de marqueurs exocrines et endocrines en morceaux recellularized pour 14 jours12le pancréas. Cependant, pour générer un pancréas intact et fonctionnel, effectuer d’autres recherches pour évaluer les sources de cellules correct, types de cellules, stratégies d’ensemencement cellulaire et la culture de bioréacteur.
The authors have nothing to disclose.
Cette étude a été financée par une bourse de la Fondation Anna Lindh de LUA gouvernement suédois au s
4mm DLP arteriotomy cannula | Medtronic | 31104 | |
2ml Unlabelled pipette | vWR | 612-3720 | |
Degasser | Biotech AB | 0001-6484 | |
DNase-I | Worthington | LS0020007 | |
Dulbecco's PBS with CaCl2 and MgCl2 | Sigma Aldrich | D8662 | |
EDTA disodium salt dihydrate | AlfaAesar | A15161.OB | |
Heparin | Leo | 387107 | |
Luer Male with 1/8" ID Barb | Oina | LM-2PP-QC | For 3X5mm silicon tube |
Peristaltic pump | Oina | SP-1X4 | |
PMSF | Roche | 10837091001 | Unstable in aqueous solution. Should be added fresh before perfusion. |
Potassium chloride | Sigma Aldrich | P5405 | |
Potassium hydrogen phosphate | Sigma Aldrich | P9791 | |
SDC | Sigma Aldrich | 30970 | |
Silicon tube 3X5mm | VWR | 2280706 | |
Sodium Azide | Sigma Aldrich | 71290 | |
Sodium chloride | Sigma Aldrich | 13423 | |
Sodium hydrogen phosphate | Merck | 71640-M | |
Suture | Vömel | 14817 | |
Syrringe 50mL | Becton Dickinson | 300137 | |
Triton-X-100 | AlfaAesar | A16046.OF |