Studientyp: Medizinische/biologische Studie (experimentelle Studie)

Targeted release of stromal cell-derived factor-1α by reactive oxygen species-sensitive nanoparticles results in bone marrow stromal cell chemotaxis and homing, and repair of vascular injury caused by electrical burns. med./bio.

[Gezielte Freisetzung von Faktor-1α aus Stromazellen durch Nanopartikel, die empfindlich auf Sauerstoffspezies reagieren, führt zu einer Chemotaxis und Homing von Knochenmark-Stroma-Zellen und zur Reparatur von Gefäßverletzungen, die durch Stromunfall-Verbrennung verursacht wurden].

Veröffentlicht in: PLoS One 2018; 13 (3): e0194298

Ziel der Studie (lt. Autor)

SDF-1α-PPADT-Nanopartikel sollten hinsichtlich der gezielten Freisetzung von SDF-1α, der gerichteten Chemotaxis von mesenchymalen Knochenmark-Stammzellen und der Reparatur von Gefäßverletzungen, die durch Strom verursacht wurden, in einem Ratten-Modell untersucht werden.

Hintergrund/weitere Details

In einer früheren Studie verwendeten die Autoren das ROS-sensitive Thioketalpolymer PPADT als Nanopartikel-Träger. Diese Nanopartikel setzen Medikamente als Reaktion auf hohe ROS-Konzentrationen in Gewebe-Läsionen frei, um eine zielgerichtete Therapie zu ermöglichen. Die Nanopartikel-Träger wurden verwendet, um SDF (stromal cell-derived factor)-1α aufzunehmen und bildeten zusammen SDF-1α-PPADT. SDF-1α ist das primäre Chemokin, das die Chemotaxis von Knochenmarks-Stroma-Zellen (BMSC) zu einer Gewebeläsion induziert, wo diese das Gewebe reparieren können. Diese Mechanismen wurden in einem Ratten- und Maus-Modell von Gefäßverletzungen, die durch Strom verursacht wurden, untersucht.
Ratten und Nacktmäuse wurden in zwei Gruppen eingeteilt: 1) Strom-Exposition und 2) Schein-Exposition. Je nach Untersuchungsmethode variierten die Art und Anzahl der Tiere, die Expositionsdauern, die Untersuchungs-Zeitpunkte sowie die Zugaben von SDF-1α, SDF-1α-PPADT oder BMSC.

Endpunkt

Exposition/Befeldung (teilweise nur auf Englisch)

Exposition Parameter
Exposition 1: 50–60 Hz
Expositionsdauer: 1, 3 oder 6 Sekunden

Exposition 1

Hauptcharakteristika
Frequenz 50–60 Hz
Typ
Expositionsdauer 1, 3 oder 6 Sekunden
Expositionsaufbau
Expositionsquelle
Aufbau zwei Kupfer-Elektroden-Clips oder zwei Kupfer-Elektroden-Platten (3 mm × 3 mm) wurden an einen justierbaren Spannungs-Regler (220 V genutzt) angeschlossen; die Ratte oder Maus wurde in Bauchlage gebracht, die Gliedmaßen gespreizt und an einer Bank befestigt; eine leitfähige Paste wurde im Bereich über dem Knöchel der beiden Hinterbeine angebracht und die Elektroden wurden angelegt
Schein-Exposition Eine Schein-Exposition wurde durchgeführt.
Parameter
Messgröße Wert Typ Methode Masse Bemerkungen
s. Bemerkungen - Maximum gemessen - elektrischen Stromstärke: 180 mA ± 36 mA bei 220 V (Strom, der durch die Gliedmaßen floss)

Exponiertes System:

Methoden Endpunkt/Messparameter/Methodik

Untersuchtes System:
Untersuchungszeitpunkt:
  • nach der Befeldung

Hauptergebnis der Studie (lt. Autor)

Die Exposition bei einem elektrischen Strom für 6 s schädigte die vaskulären Endothel-Zellen, löste die innere Schicht der Gefäße ab und das lokale Level an ROS und führte zu einem signifikant erhöhten Gehalt an antioxidativen Enzymen war im Vergleich zur Schein-Exposition. Die Exposition bei einem elektrischen Strom für 1 s und 3 s führte zu einem signifikanten Anstieg von SDF-1α im Wund-Gewebe im Vergleich zur Schein-Expositions-Gruppe, während die Exposition einem elektrischen Strom für 6 s keine signifikanten Unterschiede zeigte.
Nach der Injektion von Fluoreszenz-markierten SDF-1α-PPADT-Nanopartikeln zeigte die Verteilung der Fluoreszenz, dass SDF-1α hauptsächlich an der Verletzungsstelle aufzufinden war und dass die lokalen SDF-1α-Werte in der Expositions-Gruppe im Vergleich zur Schein-Expositions-Gruppe signifikant erhöht waren. Sieben Tage nach der Verletzung durch Strom wurde die Aggregation von Fluoreszenz-markierten BMSC an der Verletzungsstelle bei Ratten mit einer Injektion von Nanopartikeln beobachtet. Zehn Tage nach der Verletzung durch Strom waren die Endothel-Zellen besser organisiert und kontinuierlich angeordnet, die Gefäß-Morphologie relativ intakt und es wurden mehr Blutgefäße beobachtet als bei Ratten mit einer Verletzung durch Strom, aber ohne Injektion von Nanopartikeln.
Die Autoren schlussfolgern, dass SDF-1α-PPADT-Nanopartikel gezielt SDF-1α an der Verletzungsstelle freisetzten, die BMSC-Chemotaxis und das Homing steuerten und die Gefäß-Reparatur als Reaktion auf Verletzungen durch Strom in einem Ratten-Modell förderten.

Studienmerkmale:

Studie gefördert durch

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