Decellularization of Porcine Carotid Arteries: From the Vessel to the High-Quality Scaffold in Five Hours

Využití biologicky odvozených cév jako cévních štěpů malého průměru u cévních onemocnění je v současnosti intenzivně studováno. Decelularizace cév poskytuje biokompatibilitu skeletu s velmi nízkou imunogenicitou, který zabraňuje imunosupresi po transplantaci. Dobré uchování skafoldu je důležité, protože usnadňuje úspěšnou buněčnou repopulaci. Kromě toho je třeba pečlivě vyhodnotit mechanické vlastnosti. Pokud je štěp zamýšlen pro použití jako tepna bude vystaven vysokým tlakům. Představujeme nový a rychlý decelularizační protokol pro prasečí karotidy, následovaný zkoumáním kvality získaných cévních skafoldů z hlediska zachování důležitých složek extracelulární matrice, mechanické odolnosti a kompatibility s lidskými endoteliálními buňkami. Naše výsledky dokazují, že náš protokol decelularizace minimálně mění řítomnost skafoldových proteinů i jejich mechanické chování a lidské endoteliální buňky by tak mohly adherovat na skafold in vitro. Dospěli jsme k závěru, že při použití vhodného protokolu lze rychle získat vysoce kvalitní decelularizované arteriální skafold jiného než lidského původu, který má velký potenciál k recelularizaci a použití jako arteriální štěp v transplantační medicíně. The use of biologically derived vessels as small-diameter vascular grafts in vascular diseases is currently intensely studied. Vessel decellularization provides a biocompatible scaffold with very low immunogenicity that avoids immunosuppression after transplantation. Good scaffold preservation is important as it facilitates successful cell repopulation. In addition, mechanical characteristics have to be carefully evaluated when the graft is intended to be used as an artery due to the high pressures the vessel is subjected to. Here, we present a new and fast decellularization protocol for porcine carotid arteries, followed by investigation of the quality of obtained vessel scaffolds in terms of maintenance of important extracellular matrix components, mechanical resistance, and compatibility with human endothelial cells. Our results evidence that our decellularization protocol minimally alters both the presence of scaffold proteins and their mechanical behavior and human endothelial cells could adhere to the scaffold in vitro. We conclude that if a suitable protocol is used, a high-quality decellularized arterial scaffold of non-human origin can be promptly obtained, having a great potential to be recellularized and used as an arterial graft in transplantation medicine.