Skip to main content
Erschienen in: European Journal of Plastic Surgery 5/2013

01.05.2013 | Experimental Study

Intradermal injection of GFP-producing adipose stromal cells promotes survival of random-pattern skin flaps in rats

verfasst von: Vasileios Karathanasis, Spyros Petrakis, Konstantina Topouridou, Eleni Koliakou, George Koliakos, Efterpi Demiri

Erschienen in: European Journal of Plastic Surgery | Ausgabe 5/2013

Einloggen, um Zugang zu erhalten

Abstract

Background

Tissue necrosis is a common complication in operations that use skin flaps for reconstructive surgery. Here we demonstrate the beneficial effect of autologous genetically modified adipose-derived stromal cells (ASCs) in the survival of random-pattern skin flaps.

Methods

ASCs were isolated from the inguinal fat pad of Wistar rats and genetically modified in order to permanently produce green fluorescent protein (GFP) using the Sleeping Beauty transposon technology. Autologous GFP-producing cells were then injected intradermally into random-pattern skin flaps planned on the dorsal area of rats.

Results

Injection of ASCs resulted in significant improvement of skin flap survival. Histological analysis showed that the connective tissue was almost intact in skin flaps treated with ASCs in contrast to disorganized tissues from mock-treated skin flaps. GFP ASCs were detected in the endothelium of blood vessels co-expressing the endothelial marker von Willebrand factor, thus suggesting that they promote blood vessel regeneration.

Conclusions

These findings indicate that transplantation of autologous GFP ASCs improve survival of skin flaps. This methodology suggests that the use of genetically modified ASCs producing, e.g., angiogenic factors may facilitate survival and integration of flaps in plastic surgery.
Literatur
1.
Zurück zum Zitat Rinsch C, Quinodoz P, Pittet B, Alizadeh N, Baetens D, Montandon D, Aebischer P, Pepper MS (2001) Delivery of FGF-2 but not VEGF by encapsulated genetically engineered myoblasts improves survival and vascularization in a model of acute skin flap ischemia. Gene Ther 8(7):523–533. doi:10.1038/sj.gt.3301436 PubMedCrossRef Rinsch C, Quinodoz P, Pittet B, Alizadeh N, Baetens D, Montandon D, Aebischer P, Pepper MS (2001) Delivery of FGF-2 but not VEGF by encapsulated genetically engineered myoblasts improves survival and vascularization in a model of acute skin flap ischemia. Gene Ther 8(7):523–533. doi:10.​1038/​sj.​gt.​3301436 PubMedCrossRef
2.
Zurück zum Zitat Simman R, Craft C, McKinney B (2005) Improved survival of ischemic random skin flaps through the use of bone marrow nonhematopoietic stem cells and angiogenic growth factors. Ann Plast Surg 54(5):546–552PubMedCrossRef Simman R, Craft C, McKinney B (2005) Improved survival of ischemic random skin flaps through the use of bone marrow nonhematopoietic stem cells and angiogenic growth factors. Ann Plast Surg 54(5):546–552PubMedCrossRef
3.
Zurück zum Zitat Zhang F, Oswald T, Lin S, Cai Z, Lei M, Jones M, Angel MF, Lineaweaver WC (2003) Vascular endothelial growth factor (VEGF) expression and the effect of exogenous VEGF on survival of a random flap in the rat. Br J Plast Surg 56(7):653–659PubMedCrossRef Zhang F, Oswald T, Lin S, Cai Z, Lei M, Jones M, Angel MF, Lineaweaver WC (2003) Vascular endothelial growth factor (VEGF) expression and the effect of exogenous VEGF on survival of a random flap in the rat. Br J Plast Surg 56(7):653–659PubMedCrossRef
4.
Zurück zum Zitat Henry TD, Annex BH, McKendall GR, Azrin MA, Lopez JJ, Giordano FJ, Shah PK, Willerson JT, Benza RL, Berman DS, Gibson CM, Bajamonde A, Rundle AC, Fine J, McCluskey ER (2003) The VIVA trial: Vascular endothelial growth factor in Ischemia for Vascular Angiogenesis. Circulation 107(10):1359–1365. doi:10.1161/01.CIR.0000061911.47710.8A PubMedCrossRef Henry TD, Annex BH, McKendall GR, Azrin MA, Lopez JJ, Giordano FJ, Shah PK, Willerson JT, Benza RL, Berman DS, Gibson CM, Bajamonde A, Rundle AC, Fine J, McCluskey ER (2003) The VIVA trial: Vascular endothelial growth factor in Ischemia for Vascular Angiogenesis. Circulation 107(10):1359–1365. doi:10.​1161/​01.​CIR.​0000061911.​47710.​8A PubMedCrossRef
6.
Zurück zum Zitat Koh YJ, Koh BI, Kim H, Joo HJ, Jin HK, Jeon J, Choi C, Lee DH, Chung JH, Cho CH, Park WS, Ryu JK, Suh JK, Koh GY (2011) Stromal vascular fraction from adipose tissue forms profound vascular network through the dynamic reassembly of blood endothelial cells. Arterioscler Thromb Vasc Biol 31(5):1141–1150. doi:10.1161/ATVBAHA.110.218206 PubMedCrossRef Koh YJ, Koh BI, Kim H, Joo HJ, Jin HK, Jeon J, Choi C, Lee DH, Chung JH, Cho CH, Park WS, Ryu JK, Suh JK, Koh GY (2011) Stromal vascular fraction from adipose tissue forms profound vascular network through the dynamic reassembly of blood endothelial cells. Arterioscler Thromb Vasc Biol 31(5):1141–1150. doi:10.​1161/​ATVBAHA.​110.​218206 PubMedCrossRef
7.
Zurück zum Zitat Lee HC, An SG, Lee HW, Park JS, Cha KS, Hong TJ, Park JH, Lee SY, Kim SP, Kim YD, Chung SW, Bae YC, Shin YB, Kim JI, Jung JS (2012) Safety and effect of adipose tissue-derived stem cell implantation in patients with critical limb ischemia: a pilot study. Circ J 76(7):1750–1760 Lee HC, An SG, Lee HW, Park JS, Cha KS, Hong TJ, Park JH, Lee SY, Kim SP, Kim YD, Chung SW, Bae YC, Shin YB, Kim JI, Jung JS (2012) Safety and effect of adipose tissue-derived stem cell implantation in patients with critical limb ischemia: a pilot study. Circ J 76(7):1750–1760
8.
Zurück zum Zitat Traktuev DO, Merfeld-Clauss S, Li J, Kolonin M, Arap W, Pasqualini R, Johnstone BH, March KL (2008) A population of multipotent CD34-positive adipose stromal cells share pericyte and mesenchymal surface markers, reside in a periendothelial location, and stabilize endothelial networks. Circ Res 102(1):77–85. doi:10.1161/CIRCRESAHA.107.159475 PubMedCrossRef Traktuev DO, Merfeld-Clauss S, Li J, Kolonin M, Arap W, Pasqualini R, Johnstone BH, March KL (2008) A population of multipotent CD34-positive adipose stromal cells share pericyte and mesenchymal surface markers, reside in a periendothelial location, and stabilize endothelial networks. Circ Res 102(1):77–85. doi:10.​1161/​CIRCRESAHA.​107.​159475 PubMedCrossRef
10.
Zurück zum Zitat Sheng L, Yang M, Li H, Du Z, Yang Y, Li Q (2011) Transplantation of adipose stromal cells promotes neovascularization of random skin flaps. Tohoku J Exp Med 224(3):229–234PubMedCrossRef Sheng L, Yang M, Li H, Du Z, Yang Y, Li Q (2011) Transplantation of adipose stromal cells promotes neovascularization of random skin flaps. Tohoku J Exp Med 224(3):229–234PubMedCrossRef
11.
13.
Zurück zum Zitat Planat-Benard V, Silvestre JS, Cousin B, Andre M, Nibbelink M, Tamarat R, Clergue M, Manneville C, Saillan-Barreau C, Duriez M, Tedgui A, Levy B, Penicaud L, Casteilla L (2004) Plasticity of human adipose lineage cells toward endothelial cells: physiological and therapeutic perspectives. Circulation 109(5):656–663PubMedCrossRef Planat-Benard V, Silvestre JS, Cousin B, Andre M, Nibbelink M, Tamarat R, Clergue M, Manneville C, Saillan-Barreau C, Duriez M, Tedgui A, Levy B, Penicaud L, Casteilla L (2004) Plasticity of human adipose lineage cells toward endothelial cells: physiological and therapeutic perspectives. Circulation 109(5):656–663PubMedCrossRef
14.
Zurück zum Zitat Rehman J, Traktuev D, Li J, Merfeld-Clauss S, Temm-Grove CJ, Bovenkerk JE, Pell CL, Johnstone BH, Considine RV, March KL (2004) Secretion of angiogenic and antiapoptotic factors by human adipose stromal cells. Circulation 109(10):1292–1298PubMedCrossRef Rehman J, Traktuev D, Li J, Merfeld-Clauss S, Temm-Grove CJ, Bovenkerk JE, Pell CL, Johnstone BH, Considine RV, March KL (2004) Secretion of angiogenic and antiapoptotic factors by human adipose stromal cells. Circulation 109(10):1292–1298PubMedCrossRef
15.
Zurück zum Zitat Zuk PA, Zhu M, Ashjian P, De Ugarte DA, Huang JI, Mizuno H, Alfonso ZC, Fraser JK, Benhaim P, Hedrick MH (2002) Human adipose tissue is a source of multipotent stem cells. Mol Biol Cell 13(12):4279–4295. doi:10.1091/mbc.E02-02-0105 PubMedCrossRef Zuk PA, Zhu M, Ashjian P, De Ugarte DA, Huang JI, Mizuno H, Alfonso ZC, Fraser JK, Benhaim P, Hedrick MH (2002) Human adipose tissue is a source of multipotent stem cells. Mol Biol Cell 13(12):4279–4295. doi:10.​1091/​mbc.​E02-02-0105 PubMedCrossRef
16.
Zurück zum Zitat Petrakis S, Rasko T, Mates L, Ivics Z, Izsvak Z, Kouzi-Koliakou K, Koliakos G (2012) Gateway compatible transposon vector to genetically modify human embryonic kidney and adipose-derived stromal cells. Biotechnol J. doi:10.1002/biot.201100471 Petrakis S, Rasko T, Mates L, Ivics Z, Izsvak Z, Kouzi-Koliakou K, Koliakos G (2012) Gateway compatible transposon vector to genetically modify human embryonic kidney and adipose-derived stromal cells. Biotechnol J. doi:10.​1002/​biot.​201100471
17.
Zurück zum Zitat McFarlane RM, Deyoung G, Henry RA (1965) The design of a pedicle flap in the rat to study necrosis and its prevention. Plast Reconstr Surg 35:177–182PubMedCrossRef McFarlane RM, Deyoung G, Henry RA (1965) The design of a pedicle flap in the rat to study necrosis and its prevention. Plast Reconstr Surg 35:177–182PubMedCrossRef
18.
Zurück zum Zitat Mates L, Chuah MK, Belay E, Jerchow B, Manoj N, Acosta-Sanchez A, Grzela DP, Schmitt A, Becker K, Matrai J, Ma L, Samara-Kuko E, Gysemans C, Pryputniewicz D, Miskey C, Fletcher B, VandenDriessche T, Ivics Z, Izsvak Z (2009) Molecular evolution of a novel hyperactive Sleeping Beauty transposase enables robust stable gene transfer in vertebrates. Nat Genet 41(6):753–761. doi:10.1038/ng.343 PubMedCrossRef Mates L, Chuah MK, Belay E, Jerchow B, Manoj N, Acosta-Sanchez A, Grzela DP, Schmitt A, Becker K, Matrai J, Ma L, Samara-Kuko E, Gysemans C, Pryputniewicz D, Miskey C, Fletcher B, VandenDriessche T, Ivics Z, Izsvak Z (2009) Molecular evolution of a novel hyperactive Sleeping Beauty transposase enables robust stable gene transfer in vertebrates. Nat Genet 41(6):753–761. doi:10.​1038/​ng.​343 PubMedCrossRef
19.
Zurück zum Zitat Lip GY, Blann A (1997) von Willebrand factor: a marker of endothelial dysfunction in vascular disorders? Cardiovasc Res 34(2):255–265PubMedCrossRef Lip GY, Blann A (1997) von Willebrand factor: a marker of endothelial dysfunction in vascular disorders? Cardiovasc Res 34(2):255–265PubMedCrossRef
20.
Zurück zum Zitat Riordan NH, Ichim TE, Min WP, Wang H, Solano F, Lara F, Alfaro M, Rodriguez JP, Harman RJ, Patel AN, Murphy MP, Lee RR, Minev B (2009) Non-expanded adipose stromal vascular fraction cell therapy for multiple sclerosis. J Transl Med 7:29. doi:10.1186/1479-5876-7-29 PubMedCrossRef Riordan NH, Ichim TE, Min WP, Wang H, Solano F, Lara F, Alfaro M, Rodriguez JP, Harman RJ, Patel AN, Murphy MP, Lee RR, Minev B (2009) Non-expanded adipose stromal vascular fraction cell therapy for multiple sclerosis. J Transl Med 7:29. doi:10.​1186/​1479-5876-7-29 PubMedCrossRef
22.
Zurück zum Zitat Daniel RK, Kerrigan CL (eds) (1990) Principles and physiology of skin flap surgery, vol 1. Plastic surgery. Saunders, Philadelphia Daniel RK, Kerrigan CL (eds) (1990) Principles and physiology of skin flap surgery, vol 1. Plastic surgery. Saunders, Philadelphia
Metadaten
Titel
Intradermal injection of GFP-producing adipose stromal cells promotes survival of random-pattern skin flaps in rats
verfasst von
Vasileios Karathanasis
Spyros Petrakis
Konstantina Topouridou
Eleni Koliakou
George Koliakos
Efterpi Demiri
Publikationsdatum
01.05.2013
Verlag
Springer-Verlag
Erschienen in
European Journal of Plastic Surgery / Ausgabe 5/2013
Print ISSN: 0930-343X
Elektronische ISSN: 1435-0130
DOI
https://doi.org/10.1007/s00238-013-0810-y

Weitere Artikel der Ausgabe 5/2013

European Journal of Plastic Surgery 5/2013 Zur Ausgabe

Wie erfolgreich ist eine Re-Ablation nach Rezidiv?

23.04.2024 Ablationstherapie Nachrichten

Nach der Katheterablation von Vorhofflimmern kommt es bei etwa einem Drittel der Patienten zu Rezidiven, meist binnen eines Jahres. Wie sich spätere Rückfälle auf die Erfolgschancen einer erneuten Ablation auswirken, haben Schweizer Kardiologen erforscht.

Hinter dieser Appendizitis steckte ein Erreger

23.04.2024 Appendizitis Nachrichten

Schmerzen im Unterbauch, aber sonst nicht viel, was auf eine Appendizitis hindeutete: Ein junger Mann hatte Glück, dass trotzdem eine Laparoskopie mit Appendektomie durchgeführt und der Wurmfortsatz histologisch untersucht wurde.

Mehr Schaden als Nutzen durch präoperatives Aussetzen von GLP-1-Agonisten?

23.04.2024 Operationsvorbereitung Nachrichten

Derzeit wird empfohlen, eine Therapie mit GLP-1-Rezeptoragonisten präoperativ zu unterbrechen. Eine neue Studie nährt jedoch Zweifel an der Notwendigkeit der Maßnahme.

Ureterstriktur: Innovative OP-Technik bewährt sich

19.04.2024 EAU 2024 Kongressbericht

Die Ureterstriktur ist eine relativ seltene Komplikation, trotzdem bedarf sie einer differenzierten Versorgung. In komplexen Fällen wird dies durch die roboterassistierte OP-Technik gewährleistet. Erste Resultate ermutigen.

Update Chirurgie

Bestellen Sie unseren Fach-Newsletter und bleiben Sie gut informiert.

S3-Leitlinie „Diagnostik und Therapie des Karpaltunnelsyndroms“

Karpaltunnelsyndrom BDC Leitlinien Webinare
CME: 2 Punkte

Das Karpaltunnelsyndrom ist die häufigste Kompressionsneuropathie peripherer Nerven. Obwohl die Anamnese mit dem nächtlichen Einschlafen der Hand (Brachialgia parästhetica nocturna) sehr typisch ist, ist eine klinisch-neurologische Untersuchung und Elektroneurografie in manchen Fällen auch eine Neurosonografie erforderlich. Im Anfangsstadium sind konservative Maßnahmen (Handgelenksschiene, Ergotherapie) empfehlenswert. Bei nicht Ansprechen der konservativen Therapie oder Auftreten von neurologischen Ausfällen ist eine Dekompression des N. medianus am Karpaltunnel indiziert.

Prof. Dr. med. Gregor Antoniadis
Berufsverband der Deutschen Chirurgie e.V.

S2e-Leitlinie „Distale Radiusfraktur“

Radiusfraktur BDC Leitlinien Webinare
CME: 2 Punkte

Das Webinar beschäftigt sich mit Fragen und Antworten zu Diagnostik und Klassifikation sowie Möglichkeiten des Ausschlusses von Zusatzverletzungen. Die Referenten erläutern, welche Frakturen konservativ behandelt werden können und wie. Das Webinar beantwortet die Frage nach aktuellen operativen Therapiekonzepten: Welcher Zugang, welches Osteosynthesematerial? Auf was muss bei der Nachbehandlung der distalen Radiusfraktur geachtet werden?

PD Dr. med. Oliver Pieske
Dr. med. Benjamin Meyknecht
Berufsverband der Deutschen Chirurgie e.V.

S1-Leitlinie „Empfehlungen zur Therapie der akuten Appendizitis bei Erwachsenen“

Appendizitis BDC Leitlinien Webinare
CME: 2 Punkte

Inhalte des Webinars zur S1-Leitlinie „Empfehlungen zur Therapie der akuten Appendizitis bei Erwachsenen“ sind die Darstellung des Projektes und des Erstellungswegs zur S1-Leitlinie, die Erläuterung der klinischen Relevanz der Klassifikation EAES 2015, die wissenschaftliche Begründung der wichtigsten Empfehlungen und die Darstellung stadiengerechter Therapieoptionen.

Dr. med. Mihailo Andric
Berufsverband der Deutschen Chirurgie e.V.