The Effects of Rat Mesenchymal Stem Cells on Injury Progression In a Rat Model

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Abstract

Objectives:

Burns are common injuries that can result in significant scarring, leading to poor function and disfigurement. Unlike mechanical injuries, burns often progress both in depth and in size over the first few days after injury, possibly due to inflammation and oxidative stress. A major gap in the field of burns is the lack of an effective therapy that reduces burn injury progression. Because stem cells have been shown to improve healing in several injury models, the authors hypothesized that species-specific mesenchymal stem cells (MSCs) would reduce injury progression in a rat comb-burn model.

Methods:

Using a brass comb preheated to 100°C, the authors created four rectangular burns, separated by three unburned interspaces on both sides of the backs of male Sprague-Dawley rats. The interspaces represented the ischemic zones surrounding the central necrotic core. In an attempt to reduce burn injury progression, 20 rats were randomized to tail vein injections of 1 mL of rat-specific MSCs, 106 cells/mL (n = 10), or normal saline (n = 10), 60 minutes after injury.

Results:

While the authors were unable to identify any quantum dot (Q-dot)-labeled MSCs in the injured skin, at 7 days the mean percentage of the unburned interspaces that became necrotic in the MSC group was significantly less than in the control group (80% vs. 100%, p < 0.0001).

Conclusions:

Intravenous injection of rat MSCs reduced burn injury progression in a rat comb-burn model.

Resumen:

Efecto de las Células Madre Mesenquimales de Rata en la Progresión de la Lesión en un Modelo de Rata

Objetivos:

Las quemaduras son lesiones comunes que pueden resultar en una cicatrización significativa, que conduce a una disfunción y malformación. A diferencia de las lesiones mecánicas, las quemaduras progresan a menudo tanto en profundidad como en extensión los primeros días tras la lesión, debido posiblemente a la inflamación y al estrés oxidativo. Una de las deficiencias mayores en el campo de las quemaduras es la ausencia de una terapia efectiva que reduzca la progresión de la lesión de la quemadura. Debido a que se ha demostrado que las células madre mejoran la curación en varios modelos de lesión, se planteó la hipótesis que las células madre mesenquimales (CMM) específicas de la especie reducirían la progresión de la lesión en un modelo de rata.

Metodología:

Con un instrumento de metal precalentado a 100°C, se realizaron cuatro quemaduras rectangulares, separadas por tres espacios no quemados en ambos lados de la espalda de ratas macho Sprague-Dawley (300gr). Los espacios entre las quemaduras representaron las zonas de isquemia alrededor de la zona necrótica central. En un intento de reducir la progresión de lesión de la quemadura, 20 ratas fueron asignadas al azar a inyecciones en la vena de la cola de 1 mL (106 cells/ml) de CMM específicas de rata (n = 10) o suero salino (n = 10) a los 60 minutos tras la lesión.

Resultados:

Mientras que fue imposible identificar cualquier punto cuántico de CMM en la piel lesionada a los 7 días, el porcentaje medio de espacios entre las quemaduras que se convirtieron en necróticos fue significativamente menor en el grupo tratado con CMM que en el grupo control (80% vs. 100%, p < 0,0001).

Conclusiones:

Las inyecciones intravenosas de CMM de rata redujeron la progresión de la lesión de la quemadura en un modelo de rata.

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