Heterotópico cervical trasplante cardiaco en ratones
Summary
The cuff technique shortens and facilitates the model of heterotopic cervical heart transplantation in mice by avoiding technically challenging suture anastomoses of small vessels. The technical details shown in this video paper should allow researches to establish this model in their laboratories.
Abstract
The heterotopic cervical heart transplantation in mice is a valuable tool in transplant and cardiovascular research. The cuff technique greatly simplifies this model by avoiding challenging suture anastomoses of small vessels thereby reducing warm ischemia time. In comparison to abdominal graft implantation the cervical model is less invasive and the implanted graft is easily accessible for further follow-up examinations. Anastomoses are performed by pulling the ascending aorta of the graft over the cuff with the recipient’s common carotid artery and by pulling the main pulmonary artery over the cuff with the external jugular vein. Selection of appropriate cuff size and complete mobilization of the vessels are important for successful revascularization. Ischemia-reperfusion (I/R) injury can be minimized by perfusing the graft with a cardioplegic solution and by hypothermia. In this article, we provide technical details for a simplified and improved cuff technique, which should allow surgeons with basic microsurgical skills to perform the procedure with a high success rate.
Introduction
El modelo de trasplante de corazón se utiliza con frecuencia para investigar I / R-lesión, rechazo de aloinjerto, vasculopatía post-trasplante y la eficiencia de los agentes inmunomoduladores. Los modelos de ratón se combinan muchas ventajas como el inmunológico conocido y antecedentes genéticos, la disponibilidad de muchas cepas puras y transgénicos y los costos experimentales relativamente bajos.
En 1973, una técnica de trasplante de corazón abdominal en ratones fue descrita por primera vez por Corry et al 1. En este modelo injertos se revascularizados antes de fin de a lado anastomosis de la aorta ascendente a la aorta abdominal del receptor y de la principal arteria pulmonar a la vena cava inferior. En 1991, una técnica de sutura para el trasplante de corazón cervical en ratones fue descrito por Chen et al 2. En este modelo una perfusión coronaria retrógrada se establece por la anastomosis de la arteria carótida del destinatario a la aorta ascendente del grpopa. Los drenajes de sangre venosa a través del seno coronario en la aurícula derecha, el ventrículo derecho y se expulsa a través de la arteria pulmonar en el receptor vena yugular externa (Figura 1). En comparación con la implantación del injerto abdominal el modelo de cuello uterino es menos invasiva y la localización superficial del injerto permite un acceso muy fácil para los exámenes de seguimiento adicionales (por ejemplo, la palpación, la ecocardiografía, la microscopía de fluorescencia intravital) 3,4.
A pesar de las mejoras técnicas 5,6, un uso más generalizado de este modelo ha sido limitado debido a dificultades técnicas para realizar las anastomosis suturadas de vasos pequeños con una alta incidencia de fugas de anastomosis y la trombosis. En 1991, Matsuura et al. introdujo la técnica de manguito en la que la pared del vaso es evertido sobre un cilindro sintético, que facilita en gran medida el modelo de trasplante de corazón 7 cervical. La técnica fue further adoptado para varios modelos experimentales de trasplante renal incluyendo 8, 9 de páncreas, la integridad física 10, 11,12 hepática, pulmonar 13,14 y el trasplante vascular 15. En comparación con la técnica de sutura el tiempo requerido para las anastomosis y, por lo tanto, el tiempo de isquemia caliente es más corta y hay complicaciones vasculares significativamente menos usando la técnica del manguito 16. Además, permite a los cirujanos con poca formación en microcirugía para realizar la operación con una alta tasa de éxito. Una desventaja de la técnica del manguito es el requisito previo de la ligadura de la arteria carótida común, que puede alterar la perfusión cerebral.
En este trabajo de vídeo presentamos una técnica de manguito mejorado y simplificado para el trasplante de corazón cervical en ratones.
Protocol
Representative Results
Discussion
Hemos completado más de 200 trasplantes cardíacos con una tasa de éxito superior al 90% en varios parámetros experimentales. Con la técnica descrita aquí, el procedimiento completo se puede hacer dentro de los 60 min por un cirujano experimentado. Mediante la preparación de los vasos cervicales antes de la obtención de órganos, el tiempo total de isquemia del injerto puede ser limitado a 20 min. Tiempo para la implantación (tiempo de isquemia caliente) es significativamente más corto usando la técnica del ma…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
M.-A. Deutsch is supported by Dr. Rusche Forschungsprojekt (2014) Deutsche Stiftung für Herzforschung and Deutsche Gesellschaft für Thorax- Herz- und Gefäßchirurgie. M. Krane is supported by Deutsche Stiftung für Herzforschung (F/37/11), Deutsches Zentrum für Herz Kreislauf Forschung (DZHK B 13-050A; DZHK B 14-013SE) and Deutsche Forschungsgemeinschaft (KR3770/7-1; KR3770/9-1)
Materials
| Forceps JFC-7.2 | S&T | P-00036 | Curved tip 0.20 mm |
| Vessel dilatator D-5a | S&T | S-00124 | |
| Adventita scissor | S&T | S-00102 | |
| Vascular clamp B-1V | S&T | S-00396 | |
| Yasargil Clip | Peter Lazic | 65,097 | 3.5 mm lenght |
| Bipolar forceps | Micromed | 148-100-011 | tip 0.25 mm |
| Polyimide tubes | River Tech Medical | 19-24 gauge | |
| 8.0 silk ligatures | Catgut | ||
| Custodiol HTK solution | Essential Pharmaceuticals |
References
- Corry, R. J., Winn, H. J., Russell, P. S. Heart transplantation in congenic strains of mice. Transplant Proc. 5, 733-735 (1973).
- Chen, Z. H. A technique of cervical heterotopic heart transplantation in mice. Transplantation. 52, 1099-1101 (1991).
- Martins, P. N. Assessment of graft function in rodent models of heart transplantation. Microsurgery. 28, 565-570 (2008).
- Schramm, R., et al. The subepicardial microcirculation in heterotopically transplanted mouse hearts: an intravital multifluorescence microscopy study. J Thorac Cardiovasc Surg. 134, 210-217 (2007).
- Liu, F., Kang, S. M. Heterotopic heart transplantation in mice. J Vis Exp : JoVE. 238, (2007).
- Gong, W., et al. Introduction of modified cervical cardiac transplant model in mice. Exp Clin Transplant. 10, 158-162 (2012).
- Matsuura, A., Abe, T., Yasuura, K. Simplified mouse cervical heart transplantation using a cuff technique. Transplantation. 51, 896-898 (1991).
- Chen, H., Zhang, Y., Zheng, D., Praseedom, R. K., Dong, J. Orthotopic kidney transplantation in mice: technique using cuff for renal vein anastomosis. PloS one. 8, e77278 (2013).
- Maglione, M., et al. A novel technique for heterotopic vascularized pancreas transplantation in mice to assess ischemia reperfusion injury and graft pancreatitis. Surgery. 141, 682-689 (2007).
- Sucher, R., et al. Orthotopic hind-limb transplantation in rats. J Vis Exp : JoVE. , (2010).
- Kamada, N., Calne, R. Y. Orthotopic liver transplantation in the rat. Technique using cuff for portal vein anastomosis and biliary drainage. Transplantation. 28, 47-50 (1979).
- Oldani, G., Lacotte, S., Morel, P., Mentha, G., Toso, C. Orthotopic liver transplantation in rats. J Vis Exp : JoVE. , (2012).
- Okazaki, M., et al. A mouse model of orthotopic vascularized aerated lung transplantation. Am J Transplant. 7, 1672-1679 (2007).
- Suzuki, H., Fan, L., Wilkes, D. S. Development of obliterative bronchiolitis in a murine model of orthotopic lung transplantation. J Vis Exp : JoVE. , (2012).
- Zou, Y., et al. Mouse model of venous bypass graft arteriosclerosis. Am J Pathol. 153, 1301-1310 (1998).
- Zhou, Y., Gu, X., Xiang, J., Qian, S., Chen, Z. A comparative study on suture versus cuff anastomosis in mouse cervical cardiac transplant. Exp Clin Transplant. 8, 245-249 (2010).
- Niimi, M. The technique for heterotopic cardiac transplantation in mice: experience of 3000 operations by one surgeon. J Heart Lung Transplant. 20, 1123-1128 (2001).
- Arras, M., Autenried, P., Rettich, A., Spaeni, D., Rulicke, T. Optimization of intraperitoneal injection anesthesia in mice: drugs, dosages, adverse effects, and anesthesia depth. Comp Med. 51, 443-456 (2001).
