שימוש קו ורידים מרכזי עבור נוזלים, תרופות ומנהל מזין בתוך עכבר דגם של מחלות קשות
Summary
This protocol describes a centrally catheterized mouse model of prolonged critical illness. We combine the cecal ligation and puncture method to induce sepsis with the use of a central venous line for fluids, drugs and nutrient administration to mimic the human clinical setting.
Abstract
פרוטוקול זה מתאר מודל עכבר צינתור המרכזי של מחלות קשות ממושכות. אנו משלבים את קשירת cecal ו לנקב שיטה לגרום לאלח דם עם שימוש קו ורידים מרכזי עבור נוזלים, תרופות ומנהל מזין לחקות את ההגדרה הקלינית בבני האדם. האנושות חולה דורש תמיכה רפואית אינטנסיבית על מנת לשרוד. בעוד שרוב המטופלים יתאושש תוך מספר ימים, כרבע מהחולים זקוקים לטיפול נמרץ ממושך נמצאים בסיכון גבוה למות הלא לפתרון כשל איברים מרובים. יתר על כן, בשלב הממושך של מחלה קשה hallmarked בחולשת שרירים עמוקה, ו האנדוקרינית שינויים מטבוליים, מתוכם בפתוגנזה כיום מובנת. המודל החי הנפוץ ביותר במחקר בטיפול נמרץ הוא מודל קשירת לנקב cecal לגרום לאלח דם. זהו מודל מאוד לשחזור, עם שינויים דלקתיים אקוטיים המודינמי דומים ספטמבר האנושיאחותי, אשר נועדה לבחון את השלב האקוטי של מחלה קריטית. עם זאת, המודל הזה הוא בסימן ידי הקטלניות גבוהות, אשר שונה מן המצב האנושי הקליני, והוא לא פותחים כדי ללמוד את שלב הממושך של מחלות קשות. לכן, אנו להתאים את הטכניקה על ידי הצבת צנתר ורידי מרכזי וריד הצוואר מאפשר לנו לנהל טיפול תומך רלוונטי קליני, כדי טוב יותר לחקות את המצב הקליני האנושי של מחלות קשות. במודל של עכברים זה דורש הליך כירורגי נרחב לטיפול נמרץ יומי של החיות, אבל התוצאה היא מודל רלוונטי של השלב החריף והמתמשך של מחלות קשות.
Introduction
מחלות קשות היא מדינה מחלה שבה פונקציה של מערכות איבר אחד או יותר נפגעת עד כדי כך שהחולה ימות, אלא אם כן תמיכה רפואית אינטנסיבית מנוהל. בעוד הגורם הראשוני להתקבל ליחידה לטיפול נמרץ (ICU) יכול להשתנות, החל טראומה, ניתוח מסובך, כוויות, התלקחויות המחלה אלח דם, כל חולים אנושים סובלים נזק לתאים, הנגרם על ידי hypoperfusion, היפוקסיה ו דלקת מופרזת בין היתר , אשר מוביל כשל איברים. רוב המטופלים לשרוד העלבון החריף שלהם, אלא חלק חשוב של המטופלים לא מייד לשחזר וזקוק לטיפול נמרץ ממושך. הם נמצאים בסיכון גבוה לתמותה עקב אי-פתרון כשל איברים מרובים. יתר על כן, בשלב ממושך של מחלה קשה hallmarked בחולשת שרירים עמוקים האנדוקרינית שינוי מטבולי, מתוכם בפתוגנזה כיום מובנת.
r כמהמודלי odent נמצאים בשימוש בסביבת המחקר בטיפול הנמרצת. שני המודלים בעיקר בשימוש הן הממשל אקסוגני של lipopolysaccharide (LPS) ו קשירת cecal ו לנקב (CLP). שני הדגמים מפותחים לחקות את השלב האקוטי של אלח דם, המוגדר תפקוד איבר מסכנות חיים שנגרם על ידי תשובת מארח dysregulated לזיהומים, ועל אחת הסיבות העיקריות להתקבל לטיפול הנמרץ ברחבי עולם 1, 2. מודל LPS יש כמה חסרונות כמו זה רק זמנים משפיע על השחרור של ציטוקינים המעמד המודינמי של החיה 3. בניגוד לבני האדם, מכרסמים הם גם במיוחד עמידים בפני רעלן פנימי והשימוש "במינונים גבוהים" של רעלן פנימי יש צורך לייצר תת לחץ דם ותמותה, בזאת נוספת מעלה חששות בדבר תוקפה של שיטה זו 4, 5. המודל השני, קשירת cecal ודגם לנקב (CLP)כולל קשירה של חלק cecum ואחריו ניקור מחט דרך-ו-דרך. הליך זה גורם לזיהום בטן polymicrobial עם נזק לרקמות, ואחריו טרנסלוקציה של חיידקים לתוך תא דם. זה יגרור תגובה דלקתית מערכתית והפיתוח של אלח דם. מודל CLP הוכר בהרחבה כמו במודל חיה של מחלות קשות חריפות שמעתיקות את המאפיינים העיקריים של אלח דם: hyperinflammation, התרחבות, תת לחץ דם ותפוקת לב מוגבר 6, 7. עם זאת, מודל זה אינו מאפשר לימוד של כשל איברים מרובה שאינו לפתרון, שריר מבזבז, ו האנדוקרינית שינויים מטבוליים, אופייניים לשלב הממושך של מחלות קשות. יתר על כן, לאחרונה את תוקפו של מודלי עכבר עבור מחלות קשות נחקר, שכן ממצאים ממודלי עכבר לא יכולים תמיד להיות מתורגם אדם הגדרת 8, 9, 10. הסבר אפשרי יכול להיות כי טיפול תומך המסופק באופן ביקורתי חולים אנושיים חולה שונה באופן מהותי מן הטיפול שניתן לעכברים אנושים.
לכן, כדי להידמות המערכת האנושית יותר מקרוב כדי לאפשר חקירה של השלב הממושך של מחלות קשות, פתחנו מודל עכבר המחקה את לטיפול הנמרץ החריף כפי שניתן לבני אדם, כגון ממשל נוזל תוך ורידי נרחב וטיפול אנטיביוטי, ואשר מאפשר לנהל טיפול תומך כדי לשרוד את שלב הממושך של מחלות קשות, כגון תמיכה תזונתית. לשם כך, מתאמנים במודל העכבר של אלח דם CLP-Induced, להיות סטנדרט הזהב עבור אלח דם, והנחתי קו ורידים מרכזי המאפשר הממשל של נוזלים, תזונה ותרופות.
Protocol
Representative Results
Discussion
פתחנו מודל עכבר רלוונטי יותר קליני של מחלות קשות, על ידי שילוב של שיטת קשירת לנקב cecal לגרום לאלח דם עם שימוש קו ורידים מרכזי עבור נוזלים, תרופות ומנהל מזין. התקנה ניסיונית זו ניתנת לשחזור, מאפשר ללמוד את שלב הממושך של מחלה ותוצאות קריטיות שיעור תמותה יציב, בזאת מחקה את ?…
Offenlegungen
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
GVdB, via the University of Leuven (KU Leuven), receives long-term structural research support from the Methusalem Program funded by the Flemish Government (METH08/07) and holds a European Research Council Advanced Grant AdvG-2012-321670 from the Ideas Program of the European Union seventh framework program. SET received a Research Foundation-Flanders (FWO) Research Assistant Fellowship.
Materials
| Buprenorphine | Ecuphar | Vetergesic 0,3mg/ml | |
| C57BL/6 | Janvier labs | C57BL/6JRj | |
| colloids | Fresenius Kabi | Volulyte 6% | |
| crystalloids | Baxter | Plasmalyte a viaflo | |
| Ethilon 3.0 | Ethicon | F3211 | |
| Imipenem | MSD | Tienam 500mg powder for injection fluid | |
| Isoflurane | Eurovet | Iso-vet | |
| Ketamine | Eurovet | Nimatek 100mg/ml | |
| LocTite Super glue3 all plastics | Rectavit | 119818 | |
| Mersilk 3.0 | Ethicon | L192 | |
| Mersilk 5.0 | Ethicon | F682 | |
| Microrenathane .025 O.D." x .012 I.D." | Bioseb | MRE-025 | |
| olimel N7E | Baxter | ||
| PE10 – Polyethylene .011" x .024" | Instech Solomon | BTPE-10 | |
| PE-50 tubing .023"x.038" | Instech Solomon | BTPE-50 | |
| Rodent Swivel 20 G | Bioseb | RS-20G | |
| Ropivacaïne | Astrazenica | Naropin 2mg/ml | |
| Xylazine | VMD | Xylazine hydrochloride 2% |
Referenzen
- Angus, D. C., van der Poll, T. Severe sepsis and septic shock. N Engl J Med. 369 (9), 840-851 (2013).
- Singer, M., et al. The Third International Consensus Definitions for Sepsis and Septic Shock (Sepsis-3). JAMA. 315 (8), 801-810 (2016).
- Remick, D. G., Newcomb, D. E., Bolgos, G. L., Call, D. R. Comparison of the mortality and inflammatory response of two models of sepsis: lipopolysaccharide vs. cecal ligation and puncture. Shock. 13 (2), 110-116 (2000).
- Copeland, S., et al. Acute inflammatory response to endotoxin in mice and humans. Clin Diagn Lab Immunol. 12 (1), 60-67 (2005).
- Seok, J., et al. Genomic responses in mouse models poorly mimic human inflammatory diseases. Proc Natl Acad Sci U S A. 110 (9), 3507-3512 (2013).
- Rittirsch, D., Huber-Lang, M. S., Flierl, M. A., Ward, P. A. Immunodesign of experimental sepsis by cecal ligation and puncture. Nat Protoc. 4 (1), 31-36 (2009).
- Zolfaghari, P. S., Pinto, B. B., Dyson, A., Singer, M. The metabolic phenotype of rodent sepsis: cause for concern. Intensive Care Med Exp. 1 (1), 25 (2013).
- Radermacher, P., Haouzi, P. A mouse is not a rat is not a man: species-specific metabolic responses to sepsis – a nail in the coffin of murine models for critical care research. Intensive Care Med Exp. 1 (1), 26 (2013).
- Dyson, A., Singer, M. Animal models of sepsis: why does preclinical efficacy fail to translate to the clinical setting. Crit Care Med. 37 (1 Suppl), S30-S37 (2009).
- Osuchowski, M. F., et al. Abandon the mouse research ship? Not just yet. Shock. 41 (6), 463-475 (2014).
- Langford DJ1, B. A., Chanda, M. L., Clarke, S. E., Drummond, T. E., Echols, S., Glick, S., Ingrao, J., Klassen-Ross, T., Lacroix-Fralish, M. L., Matsumiya, L., Sorge, R. E., Sotocinal, S. G., Tabaka, J. M., Wong, D., van den Maagdenberg, A. M., Ferrari, M. D., Craig, K. D., Mogil, J. S. Coding of facial expressions of pain in the laboratory mouse. Nat Methods. 7, (2010).
- Hollenberg, S. M., et al. Characterization of a hyperdynamic murine model of resuscitated sepsis using echocardiography. Am J Respir Crit Care Med. 164 (5), 891-895 (2001).
- Heuer, J. G., et al. Cecal ligation and puncture with total parenteral nutrition: a clinically relevant model of the metabolic, hormonal, and inflammatory dysfunction associated with critical illness. J Surg Res. 121 (2), 178-186 (2004).
- Conti, M., Merlani, P., Ricou, B. Prognosis and quality of life of elderly patients after intensive care. Swiss Med Wkly. 142, (2012).
