Las partículas de hierro y la resonancia magnética pueden reemplazar biopsias seguimiento Terapia de células madre y distribuir Stents

Mayo 10, 2016 Admin Salud 0 2
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En una serie de experimentos con animales, los investigadores de Johns Hopkins han utilizado con éxito una técnica que rastrea las células madre mesenquimales con imágenes de resonancia magnética (MRI) para supervisar el rendimiento de las células en la reparación de tejidos marcados por un ataque al corazón .

Los hallazgos Hopkins, presentados en noviembre en la Asociación Americana del Corazón Sesiones Científicas y publicados en un suplemento de la revista Circulation, se cree que es la primera demostración de cómo la técnica, que las etiquetas de las células con pequeñas partículas de óxido de hierro, puede ser utilizado para evaluar el beneficio clínico - en su caso - de terapias celulares.

De acuerdo con el investigador principal y el radiólogo veterinaria Dara Kraitchman, VMD, Ph.D., "La técnica tiene aplicaciones y beneficios potencialmente más amplias para la atención al paciente, porque la tecnología de resonancia magnética está ampliamente disponible y evita la incomodidad y el riesgo de infección de las biopsias, el método estándar utilizado en los controles de la terapia ".




En un estudio relacionado, también presentado en la reunión, el equipo de Hopkins mostró que una técnica más avanzada que se utiliza con la RM, llamada recuperación de la inversión con el resonante supresión de agua, o de hierro en definitiva, podría ser utilizado para controlar las células madre hierro marcado y para guiar la aplicación de un stent, un dispositivo que se expande las arterias en riesgo de obstrucción y causando un ataque al corazón.

Hopkins investigación previa sobre los animales cuyos corazones habían sido inyectados con células madre adultas ha demostrado que la función del corazón fue restaurado a su condición original dentro de dos meses, y más del 75 por ciento de tejido cicatricial muerto desapareció, después de haber sido reemplazado por tejido corazón sano. Los ensayos clínicos están en curso en Hopkins y otros lugares para averiguar si los beneficios resultan similares en los seres humanos.

"Es s sigue siendo un rompecabezas científico que las células madre adultas se transforman en tejido nuevo y sano al corazón, o exactamente cómo sus efectos curativos pasado, pero la RM ofrece la mejor oportunidad para determinar qué tan bien funciona la terapia para reparar corazones dañados ", dice Kraitchman.

Los investigadores han hecho las células madre visiblemente diferenciadas de las demás por su etiquetado con un compuesto metálico compuesto de nanopartículas de óxido de hierro, una milésima parte de un milímetro de diámetro, que puede tomarse de forma permanente dentro de las células y, a diferencia de muchos otros metales , visto por resonancia magnética.

En este último estudio, 13 perros fueron sometidos a cirugía para crear daño del músculo cardíaco similar a lo que sucede en un ataque al corazón natural. Seis fueron tratados con las células madre, de óxido de hierro etiquetados y siete sirvieron como controles del estudio, sin recibir inyecciones de células madre.

Las células madre mesenquimales marrrow huesos, conocidos para dar lugar a una variedad de tipos de células, se inyectaron en tres regiones de los corazones para averiguar si la inyección de una región o de otro hecho una diferencia en lo bien que se recuperó el corazón. Los sitios incluidos ataque músculo cardíaco dañado que consiste en tejido de la cicatriz casi muerto, y el tejido normal del corazón intacto, así como el tejido en la zona fronteriza entre la cicatriz y el tejido normal, llama la zona peri-infarto.

Kraitchman, profesor asociado de la Facultad de Medicina de la Universidad Johns Hopkins, dice que en la zona peri-infarto, un poco de vida permanece en el tejido, incluyendo un suministro vascular trabajar con algunos capilares.

Durante dos meses después de la inyección, los animales fueron monitoreados por CRM en intervalos semanales.

El área dañada se reduce significativamente, en un 20 por ciento en ambos grupos, lo que demuestra que se había producido la curación. Sin embargo, el tamaño o masa, del tejido ventricular izquierda se reduce en un 2,5 por ciento en el grupo de las células madre, mientras que el grupo de control perdió más del 20 por ciento de su masa, lo que indica que las células madre del corazón tratados mantenían su fuerza muscular durante el proceso de curación, mientras que el control mostró signos insuficiencia cardiaca estable y alteraciones funcionales.

MRI también mostró que las células madre se incorporaron en el propio tejido del corazón, especialmente en el peri-infarto. Las mediciones de la función de bombeo del corazón también mejoraron en la misma región.

"Nuestros resultados muestran que el control de resonancia magnética de las células madre mesenquimales se puede utilizar - para sustituir a la biopsia quirúrgica - para verificar que estas terapias celulares han llegado a las áreas dañadas del corazón y fueron capaces de llevar a cabo la reparación y mejora de la la función del corazón ", dice el estudio de la alta co-investigador Jeff Bulte, Ph.D., profesor asociado de radiología en Hopkins, que desarrolló el método de marcaje.

En otros experimentos en conejos y perros, los investigadores utilizaron con éxito el método de hierro, que se desarrolló en Hopkins, para realizar un seguimiento de un número relativamente pequeño de células madre en el cuerpo y para desplegar un stent metálico, un dispositivo de red, como la que abre los vasos sanguíneos obstruidos de la acumulación de grasa y calcio.

"Los médicos deben confirmar que las terapias potenciales, ya sean basados ​​o célula implica dispositivos, se entregan como se esperaba en el órgano diana o otras partes del cuerpo", dice el investigador principal, Wesley Gilson, Ph.D., investigador postdoctoral en Hopkins. El trabajo de Gilson fue reconocido en la reunión del corazón, donde fue uno de los finalistas para el prestigioso Premio Investigador Clínico Melvin Judkins Young.

Con el hierro, la tecnología de resonancia magnética convencional es adecuado para detectar las imágenes de cada vez más pequeñas cantidades de células, evitando los artefactos que imitan la apariencia de las células de hierro marcadas.

Los científicos fueron capaces de mostrar los objetos metálicos, que antes aparecían como puntos oscuros en la pantalla de la RM, la supresión de la gran mayoría de las imágenes producidas por las moléculas de agua convencionales (o los llamados señal resonante), la sustancia más común en el cuerpo.

La eliminación de señales a base de agua, los científicos se dejaron solamente con la señal producida a partir de objetos de metal (o la llamada de la señal de resonancia-off), tales como tornillos protésicos, clips de metal o stents.

De hecho, Gilson dice, la máquina se hizo sensible a las moléculas de hierro en la región previamente invisible. "Estamos efectivamente anulamos lo que pudimos ver fácilmente, para centrarse en lo que queda, y funcionó. Lo que antes aparecía en la RM como vacíos de señal, o señales hiperintensas, convertimos claramente visible."

Para validar la nueva técnica, el equipo de Hopkins diferenciarse con éxito entre las diferentes concentraciones de células madre de hierro marcado, extraídas de la médula ósea de un perro. En pruebas de laboratorio, varias concentraciones que van desde cientos de células de 2 millones de células madre mesenquimales por 100 microlitros de líquido, fueron inyectadas en el tejido del corazón infartado de un perro, y luego hacen visibles en la RM utilizando HIERRO. En otro experimento relacionado, tallo inyecciones de células se transformaron de hierro marcado en una pata de un conejo para ver si podían ser rastreados en el cuerpo con la técnica HIERRO-RM.

Los resultados de ambos experimentos han demostrado que el nuevo método podría distinguir cada concentración de la otra y también un seguimiento de las células madre marcadas en el corazón y las extremidades.

Para probar otras aplicaciones de MRI con el hierro, el equipo de Hopkins seguimiento de entrega de un dispositivo cardiaco implantable, un stent, en un perro. Los investigadores desplegados con éxito un stent de acero inoxidable convencional, un catéter, a una arteria principal del animal. En MRI convencional, el stent de acero inoxidable produciría una gran señal de vacío que difumina la imagen del tejido circundante. Con la RM utilizando HIERRO, sin embargo, el stent se ha presentado como un objeto brillante, similar a cómo se vería si monitoreado por imágenes de rayos X, el método tradicional utilizado para distribuir los dispositivos.

"La disponibilidad de máquinas de resonancia magnética significa que el hierro podría ser ampliamente introducida en la práctica clínica dentro de un tiempo relativamente corto", dice Gilson.

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