Eine neue , nichtinvasive Technik zur Verfolgung von Stammzellen nach Transplantation - von einer fachübergreifenden Team von Radiologen , Chemiker, Materialwissenschaftler und Statistiker an der Stanford University School of Medicine entwickelt - könnte helfen, Chirurgen bestimmen, ob ein Verfahren, um verletzte oder Reparatur abgenutzter Knie ist erfolgreich.
Die Technik , in einer Studie, die online in Radiology veröffentlicht beschrieben , stützt sich auf eine bereits von der US Food and Drug Administration für einen ganz anderen Zweck zugelassenen Bildgebungsmittel : Anämie Behandlung. Obwohl diese Studie verwendet Nagetiere, ist der Ansatz eher für den Einsatz beim Menschen in diesem Herbst im Rahmen einer klinischen Studie , in der mesenchymalen Stammzellen wird an den Ort des Patienten Knieverletzungen ausgeliefert angepasst werden. Mesenchymalen Stammzellen zur Differenzierung zu Knochen und Knorpel sowie Muskel-, Fett- und Sehnen , jedoch nicht in anderen Zelltypen , die den Körper zu füllen.
Jedes Jahr, Arthritis einen Anteil von 44 Millionen ambulante Besuche und 700.000 Knieersatzverfahren. Aber die frühen Reparatur von Knorpeldefekten bei jungen Patienten kann eine weitere Verschlechterung der gemeinsamen und der Notwendigkeit Knie-Ersatz im späteren Leben zu vermeiden, sagte Senior Autor der Studie , Heike Daldrup -Link- , MD, PhD , Associate Professor der Radiologie und Kliniker , die ihre Zeit zwischen der Forschung und der Behandlung von pädiatrischen Patienten teilt .
Mesenchymalen Stammzellen wurden mit einigem Erfolg bei der Knorpel - Reparaturverfahren verwendet worden. " Diese Zellen können leicht aus dem Knochenmark von Patienten , die gehen , um das Knie - Reparaturverfahren durchlaufen abgeleitet werden ", sagte Daldrup -Link ein Mitglied des Molecular Imaging Program der Stanford . "Und sie in die Real-Life- Gewebe, die unsere Gelenke zu komponieren. Aber hier differenzieren können auch Dinge schief gehen kann . Die neu übertragenen Zellen möglicherweise nicht einprägen , oder zu sterben. Sie könnten weg migrieren. Sie konnten in andere als Gewebe entwickeln Knorpel, am häufigsten faserigen Narbengewebe. "
Relativ wenige transplantierten Zellen gehen der Abstand . Die Fähigkeit, die Zellen engraftment überwachen , nachdem sie auf Knieverletzungsstelleeines Patienten abgelagert ist daher unerlässlich. Mit der neuen Technik können Magnetresonanztomographie Stammzellen für mehrere Wochen zu visualisieren , nachdem sie implantiert wurden , so dass orthopädische Chirurgen ein besseres Gefühl dafür , ob die Transplantation erfolgreich war.
Bisher waren die einzigen Möglichkeiten zur Etikettierung von mesenchymalen Stammzellen , so dass sie nicht invasiv abgebildet werden könnte ihre Handhabung im Labor erforderlich. Bei der Extraktion müssen die empfindlichen Zellen an Laborpersonal , mit Kontrastmittel inkubiert , in einer Zentrifuge geschleudert und gewaschen und kehrte zu den Chirurgen, die dann zu transplantieren , die Zellen in einen Patienten gegeben werden .
Das neue Verfahren beinhaltet die Markierung der Zellen vor der Extraktion, während sie in das Spenderknochenmarkbefinden. Für die Studie, führen Autoren Aman Khurana , MD, ein Postdoc-Stipendiat und Fanny Chapelin , wissenschaftlicher Mitarbeiter , injiziert ferumoxytol , eine FDA - lizenzierten Anämiebehandlung von Eisenoxid- Nanopartikeln , in Ratten vor der Extraktion von Knochenmark von ihnen. Dann, nach der Anreicherung des Gemisches für mesenchymale Stammzellen, die Ermittler injiziert es in den Seiten der Knieverletzungen Empfängerratten . Sie folgten Fortschritte der implantierten Zellen für bis zu vier Wochen , den Vergleich der Ergebnisse mit denen von Zellen, die sowohl in Laborschalen markiert und von unmarkierten Zellen erhalten.
Daldrup -Link- und andere vorher ferumoxytol für Stammzell- Kennzeichnung in einer Schale verwendet . Mesenchymale Stammzellen in einer Laborschale nehmen jedoch sehr wenig von dieser Substanz . Interessanterweise zeigten die Forscher in einer Reihe von Experimenten , die , in Spenderratten ' Knochenmark eingenistet , die gleichen Zellen sind begeisterte ferumoxytol Absorber. Schon einige Wochen nach der Transplantation in die Knie des Empfängerratten " , die mesenchymalen Stammzellen zu behalten genügend Eisen , um eine starke liefern MRI Signal .
Die neue Markierungstechnik verringert die Risiken einer Kontamination eingeführt , wenn die Zellen über Manipulationen in eine Laborschale markiert - eine große ordnungspolitische Bedenken , sagte Daldrup -Link - als auch von einem erheblichen Verlust der empfindlichen Zellen aufgrund ihrer umfangreichen Manipulation. Es ermöglicht auch die sofortige Übertragung von Zellen aus dem Knochenmark eines Patienten auf der Stelle dieses Patienten eigenen Knieverletzung .
Das macht die Technik, die in einer autologen Transplantation Verfahren , bei dem Zellen von einem Patienten zum Zwecke der an einen anderen Ort im selben Operation geliefert extrahiert. Jason Dragoo , MD, Associate Professor für orthopädische Chirurgie an der Medizinischen Fakultät und Leiter Teamarzt für die Stanford- Fußball-Programm , plant, eine klinische Studie in diesem Herbst zu initiieren , wobei Patienten, die einer Knie Reparatur wird mit mesenchymalen Stammzellen aus dem eigenen genommen behandelt werden Knochenmark.
Auf Wunsch Dragoo Jahren begann der Daldrup -Link- Team nach einem Weg von der Verzögerung und Kontaminationsrisiko mit Standardmethoden zur Etikettierung mesenchymalen Stammzellen in der Kulturschale verbunden sind zu vermeiden . " Er bat uns , einen Weg , um die Zellen ohne sie zu berühren beschriften finden", sagte Daldrup - Verbindung. Im Vorgriff auf die bevorstehende klinische Studie , eine der Dragoo Auszubildenden , Medizinstudenten Malcolm DeBaun , hat seinen Wohnsitz in der Daldrup -Link- Labor , um die Technik, die in Vorbereitung auf die bevorstehende klinische Studie lernen gemacht.
Daldrup -Link- bekennt amüsiert an der Tatsache, dass ein Eisenpräparat verwendet werden, um Stammzellen zu verfolgen. " Oft sind die einfacheren Ansätze sind diejenigen, die es in die Klinik zu machen", sagte sie.