Design recelularizované perikardiální náhrady chlopně

0501302 - FGÚ 2019 RIV CZ cze L - Prototype, f. module
Filová, Elena - Matějka, Roman - Steinerová, Marie - Trávníčková, Martina - Knitlová, Jarmila - Musílková, Jana - Bačáková, Lucie - Pražák, Šimon - Koňařík, M. - Pirk, J. - Lodererová, A. - Honsová, E. - Riedel, T. - Kučerová, J. - Brynda, E.
Design recelularizované perikardiální náhrady chlopně.
[Design of recellularized pericardium-based heart valve graft.]
Internal code: FVZ-2018-Design recel. perikard. náhrady chlopně ; 2018
Technical parameters: Design recelularizované perikardiální náhrady s využitím kmenových buněk tukové tkáně a endotelových buněk
Economic parameters: Transformace prasečí chlopňové náhrady na náhradu podobnou původní chlopni pacienta může zabránit reakci organismu na cizí tkáň. Rychlá degradace stávajících chlopňových náhrad znemožňuje jejich použití u mladých pacientů a u starších vede k nákladným reoperacím.
R&D Projects: GA MZd(CZ) NV15-29153A
Institutional support: RVO:67985823
Keywords : porcine pericardium * decellularization * modification with fibrin with bound growth factor * adipose tissue-derived stem cells * endothelial cells * endothelialization * heart valve prosthesis
OECD category: Cardiac and Cardiovascular systems

Jako náhrada nefunkční srdeční chlopně jsou v současnosti používány prasečí chlopně nebo hovězí perikardiální chlopně, jejichž tkáň je decelularizována a chemicky zesíťovaná. Takto připravené xenogenní chlopně nepodporují osídlení autologními buňkami pacienta, podléhají degeneraci a po čase se musí vyměnit. Recelularizace perikardiální náhrady vhodnými autologními buňkami, například kmenovými buňkami z tukové tkáně (ASC) a endotelovými buňkami umožní postupné obnovování tkáně remodelací a tvorbu nové mezibuněčné hmoty ASC buňkami, snížení imunitní odpovědi a prodloužení funkčnosti chlopenní náhrady. ASC buňky mají schopnost diferencování směrem k hladkému svalu, čímž se fenotypově podobají intersticiálním buňkám chlopně, které se v aortální srdeční chlopni přirozeně vyskytují. Povrch perikardu je pokryt antitrombogenní monovrstou endotelových buněk, které potenciálně mohou také uvnitř perikardu tvořit kapiláry podporující okysličení a výživu tkáně. Dynamická tlaková zátěž stimuluje u ASCs buněk produkci markerů hladkého svalu, jakož i tvorbu mezibuněčné hmoty. Příprava funkčního vzorku zahrnuje (1) decelularizaci prasečího perikardu, (2) pokrytí vnějšího i vnitřního povrchu perikardu fibrinovou sítí s kovalentně navázaným heparinem a nekovalentně navázaným růstovým faktorem VEGF165 (3) osídlení perikardu ASC buňkami a následná endotelizace povrchu perikardu endotelovými buňkami a (4) tlakovou stimulaci ASC buněk.

Currently used porcine heart valves or heart valves based on bovine pericardium are decellularized and chemically crosslinked. These xenogeneic heart valves do not support repopulation with autologous cells of the patient, they undergo degeneration and they must be replaced after some time. Recellularization of pericardium with suitable autologous cells, e.g. adipose tissue derived stem cells (ASCs) and endothelial cells allow gradual reconstruction of tissue through remodeling and production of new extracellular matrix by ASCs, decreases immune response, and prolongs functioning of heart valves. ASCs are able to differentiate towards smooth muscle cells and thus become similar to valve interstitial cells, which are naturally present in an aortic heart valve. Pericardium surface is covered by an antithrombogenic monolayer of endothelial cells, which have also potential for the formation of capillaries capable of supporting oxygenation and nutrition of pericardium tissue. Dynamic pressure loading stimulates the production of smooth muscle differentiation markers in ASCs, as well as the production of extracellular matrix. Functional sample was prepared by (1) the decellularization of porcine pericardium, (2) coating outer and inner pericardium surface with a fibrin network containing covalently bound heparin and non-covalently attached human vascular endothelial growth factor VEGF165, (3) seeding pericardium with ASCs and subsequent endotelization of the pericardium surface with endothelial cells.
Permanent Link: http://hdl.handle.net/11104/0293294