Translational Vaskülarize Kompozit allotransplantasyon (VCA) Araştırma için Modifiye heterotopik Domuz Hind Ekstremite nakli Modeli
Summary
Vaskülarize Kompozit allotrans (VCA) klinik bir gerçeklik haline gelmiştir. Bununla birlikte, VCA geniş klinik uygulama kronik çoklu ilaç bağışıklık bastırılması ile sınırlıdır. Yazarlar, en aza indirmek veya potansiyel olarak VCA bağışıklık ihtiyacı ortadan kaldırabilir, yeni bağışıklık stratejileri çevirmek için güvenilir ve yeniden üretilebilir bir büyük hayvan modeli sunar.
Abstract
El ve yüz nakli gibi Vaskülarize Kompozit doku yaması (VCA) kompleks iskelet travma ve yıkıcı doku kaybı için uygun bir tedavi seçeneği temsil eder. Olumlu ve son derece cesaret verici erken ve orta fonksiyonel sonuçlara rağmen, bir VCA son derece immünojenik cilt bileşeni ve kronik çoklu ilaç immünosupresyonun potansiyel yan etkileri reddi VCA yaygın klinik uygulama engellemeye devam. Bu nedenle, bu yeni alandaki araştırmalar VCA benzersiz immünolojik özellikleri ile ilgili öteleme çalışmalara odaklanmak ve uzun süreli bağışıklık için gerek kalmadan VCA aşağıdaki immünomodülasyon ve toleransın için yeni immunomodulator stratejiler geliştirmek gerekiyor.
Bu makalede, bir MHC-tanımlı domuz heterotopik arka uzuv doku yamasında bir osteomyocutaneous kanat oluşur VCA güvenilir ve yeniden üretilebilir bir translasyon büyük bir hayvan modeli açıklar. BriEFLY, iyi vaskülarize cilt kürek yakın kızılötesi lazer anjiyografi kullanılarak anteromedialinde uyluk bölgesinde tanımlanır. Altta yatan kasları, diz eklemi, distal femur ve proksimal tibia femoral vasküler pedikül üzerinde hasat edilir. Bu, allograft bir VCA ve kendine özgü bir bağışıklık imtiyazlı özelliklere sahip bir vaskülarize kemik iliği nakli hem de kabul edilebilir. Greft bağışıklık takibi için dorsolateral bölgeye ucu dışarıya bir deri bileşeni ile alıcı hayvanda bir deri altı cep abdominal transplante edilir.
Üç cerrahi ekipler, böylece bu modelin etkinliğinin artırılmasında ve deneysel protokolleri potansiyel zorlukları azaltarak, anestezi ve iskemi süresini azaltmak için iyi koordineli bir şekilde aynı anda çalışır. Bu model potansiyel olarak azaltmak ve VCA kronik çoklu ilaç bağışıklık ihtiyacını ortadan kaldırmayı amaçlayan gelecekte tedavi stratejileri için zemin olarak hizmet etmektedir.
Introduction
El ve yüz nakli gibi Vaskülarize Kompozit doku yaması (VCA) artık dünya çapında 12 Gerçekleştirilen sayıda el ve yüz nakli ile klinik bir gerçeklik vardır. Erken ve ara sonuçlar uygun ve son derece 2 teşvik olduğu gerçeğine rağmen, birden fazla ilaca kronik bağışıklık gereksinimi yaygın klinik uygulama sınırlamaya devam etmektedir. Süper mikrocerrahi anastomoz ve nonsuture manşet teknikleri 13 dahil VCA kemirgen modellerinde gelişmeler, 3 VCA alloimmun yanıtları daha iyi anlaşılmasına yol açmıştır. Immunomodülatör protokolleri onbinlerce VCA immün mekanizmaların daha iyi anlaşılmasına dayalı klinik uygulamalar için önerilmiştir ancak insanlarda 7 performansları oldukça öngörü olurdu bir büyük hayvan modelinde doğrulanmış olması gerekir. Insan ve domuz organ sistemleri arasındaki fizyolojik ve immünolojik benzerlikler dayalı <sup> 6, domuz VCA modelleri 9 Canin güvenilir ve maliyet-etkin alternatifler olarak kabul edilir ve insan olmayan primat modelleri 1. edilebilir.
Bu makale VCA immün toleransını uyaran ve dolayısıyla klinik uygulamayı genişletmeyi amaçlayan mevcut ve gelecekteki immünomodülatör stratejileri için zemin olarak hizmet eden MHC-tanımlı domuz heterotopik arka bacak nakli modelinde, kullanılan yöntemlerin ayrıntılı bir bakış sağlar. Biz özellikle transplant ile ilgili araştırma 11 kendi kullanımı için domuz lökosit antijen lokusuna homozigosite için yetiştirilen iyi karakterize edilmiş inbred domuz kullanmaktadır. Biz femoral damarlar dayalı bir vaskülarize osteomyocutaneous flep yükseltmek. Flep distal femur ve proksimal tibia bozulmamış vaskülarize kemik iliği içerir. Anteromedial uyluk deri de greft dahildir ve en immünojenik bileşen, O bağışıklık takibi için alıcı hayvanın dorsolateral yönüne dışarıya alınırf VCA. Dorsolateral konumlandırma pozisyonları ayakta ve otururken klinik muayene kolaylaştırır ve ayrıca nispeten temiz allogreft cildi tutar.
Ustener vd. Outbred çiftlik domuzlarda 15 radyal ön ayakları osteomyocutaneous flep nakli ile VCA ilk büyük hayvan öteleme modellerinden birini tanıttı. Grup, bağışıklık kazandırma özelliği yüksek cilt bileşen dahil VCA akut reddi önemli ilaca özgü komplikasyonlar ve yan etkiler olmaksızın gecikmeli ve klinik olarak anlamlı bir strateji ile tedavi edilebilir ki ilk kez göstermek için bu modeli kullanılmıştır. Bu çalışmada elde edilen olumlu sonuçlar sonradan insan rekonstrüktif nakli için ilaç rejimlerinin tasarımında temel bir adım inşa etti. Bu erken domuz VCA modelleri deri, kas, kemik, sinir ve bu tür eklem cartilag gibi özel yapıları yoksun damarlarının reddini önlemek için protokol geliştirmek için de uygun olmasına rağmene ve eklem sinovyal zarlar. Daha sonraki çabaları greft çıkmasını önlemek için 14 tam uzunlukta döküm yerleştirme gerektirdiği hayvanın medial hanesi dahil üzerinde duruldu. Uzuv nakli tüm önemli bileşenler reddini araştırmak için uygun olsa da, bu modelin önemli sınırlamalar bir yerleşim döküm nedeniyle nakil sonrası ayaktan zorluk oldu. Böylece, heterotopik domuz uzuv alotransplantasyon modelleri, tibia oluşan, fibula, diz eklemi, distal femur, çevresindeki kas ve deri kürek, hayvan serbestçe minimal morbidit 8 ile postoperatif yürümelerine izin verirken öncelikle VCA immünolojik yönlerini incelemek için oluşturulan .
Dr David H. Sachs öncü çalışmaları ile iyi karakterize SLA-tanımlı kendilenmiş domuz gelişmesi öteleme VCA araştırma yeni bir çığır açmıştır. Küçük bir antijen uyumsuzluğu ortamda, Mat bir heterotopik arka bacak nakli modeli kullanılarakhes ve diğ. 10. siklosporin tedavisinin kısa bir ders ile kas iskelet bileşenlerin belirsiz sağkalım göstermiştir. Hiçbir tedavi kontroller ile karşılaştırıldığında hayatta kalma Cilt bileşeni, ancak, sadece uzun süreli edildi. Greft cilt bileşeninin kaybı epidermise, özellikle bir izole edilmiş ve son derece güçlü bir immün yanıt, atfedilmiştir. Benzer şekilde, T-hücresi azalması, siklosporin ve sadece kas-iskelet sistemi bileşenlerinin ve deri bileşene tolerans sebep olduğu sitokin harekete donor periferal kan tek-çekirdekli hücrelerinin kısa süreli tamamen uyumsuz domuzlar kullanılarak hala 5 reddedildi. 'Split hoşgörü' olarak adlandırılan bu olgu, bugüne kadar yapılan rekonstrüktif nakli çoğunluğunun ayrılmaz bir bileşeni olan yüksek immünojenik cilt bileşen, üzerinde daha büyük bir odaklanma ile VCA araştırma bir paradigma değişikliği getirdi.
Bu şekilde değiştirilmiş bir modelde, ligatin ile uç-uca anastomoz kullanmaktadırg alıcı femoral arter ve dönen o (Şekil 1) sefalad. Bu, geleneksel bir birleştirme cihazının kullanımına izin vererek, iskemi süresini kısaltır hem de anastomoz başarısızlık şansını azaltır değil. Biz, kollateral dolaşım yerel bacak damarlanma sağlamak için yeterli olduğunu göstermektedir bizim alıcılarında femoral arter ligasyonu, aşağıdaki herhangi bir iskemik olay görülmez. Buna ek olarak, bu değiştirilmiş yöntemde, dışa deri bileşeni temel gemiler delme göre harekete ve geleneksel modeli 10 içinde bir kasık ventral pozisyonda aksine (Şekil 1) yanal olarak yerleştirilir. Bu, ayakta veya hayvanın oturma pozisyonunda bağışıklık takibi için greft kolayca görüntülenmesini sağlar.
Bu nedenle, güvenilir ve yeniden üretilebilir bir hayvan modeli büyük VCA cilt bileşeni karşı tolerans indüksiyonu stratejiler araştırmak ve yeni N geliştirmek için gereklidirgreft sağ kalımı daha iyi tahmininde oninvasive bağışıklık izleme stratejileri.
Protocol
Representative Results
Discussion
Tarihsel, heterotopik arka bacak nakli protokol ventral karın duvarına bir cilt raket dışsallaştırdığını dahil ve damarları uç-yan bir şekilde (Hettiarachty 2004) anastomoz edildi. Ancak, modifiye edilmiş bir yöntemde, bir ters kanat insetting ve uç-uca anastomoz daha fazla yanal olarak cilt kürek getirmek ve dolayısıyla hayvanın bir ayakta durma konumunda bağışıklık izlenmesini kolaylaştırır. Daha yakın kızılötesi lazer anjiyografi ile sural arter belirlenmesi ve en yüksek perfüzyon b?…
Divulgaciones
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Kakali Sarkar, PhD, Joani Christensen, BS, Kate Buretta, BS, Nance Yuan, BS, William Lehao, MD, Johanna Grahammer, Georg Furtmüller, MD, Erin Rada: Biz bu projeye katkılarından için aşağıdaki kişilere teşekkür eder MD, Mohammed Al-Rakan MD, Karim Sarhane MD, Saami Khalifian, BS, Mao Qi, MD, ve Angelo Leto Barone MD, VCA Laboratuarı, Plastik ve Rekonstrüktif Cerrahi Anabilim Dalı, Tıp, Janis Taube, MD Johns Hopkins Üniversitesi, Mark Fischer, MD, Dermatoloji ve Patoloji, Tıp Johns Hopkins Üniversitesi, Sue Eller, Minimal İnvaziv Cerrahi Eğitim Merkezi, Tıp Johns Hopkins Üniversitesi ve Cheng-Hung Lin, MD Chang Gung Memorial Hastanesi, Linkou, Tayvan Bölümler.
Finansman kaynağı: Rejeneratif Tıp Silahlı Kuvvetleri Enstitüsü (DoD W81XWH-08-2-0032)
Materials
| Name of the Reagent | Company | Catalogue Number | Comments (optional) |
| REAGENTS | |||
| HTK | Custodial | N/A | |
| EQUIPMENT | |||
| Electric Pen Drive | Synthes, Westchester PA | 05.001.011 | Reciprocating saw |
| Vascular Coupling device | Synovis, Newtown PA | 21003B |
Referencias
- Barth, R. N., Rodriguez, E. D., Mundinger, G. S., et al. Vascularized bone marrow-based immunosuppression inhibits rejection of vascularized composite allografts in nonhuman primates. Am. J. Transplant. 11 (7), 1407-1416 (2011).
- Brandacher, G., Gorantla, V. S., Schneeberger, S., et al. Hand/Forearm transplantation using a novel cell-based immunomodulatory protocol-experience with five patients. Am. J. Transplant. 11, 190 (2011).
- Brandacher, G., Grahammer, J., Sucher, R., Lee, W. P. Animal models for basic and translational research in reconstructive transplantation. Birth Defects Res. C Embryo Today. 96 (1), 39-50 (2012).
- Brandacher, G., Lee, W. P. Hand transplantation. Hand Clin. 27, xiii-xiv (2011).
- Hettiaratchy, S., Mendely, E., Randolph, M. A., et al. Tolerance to composite tissue allografts across a major histocompatibility barrier in miniature swine. Transplantation. 27, 514-521 (2004).
- Ibrahim, Z., Busch, J., Awwad, M., et al. Selected physiologic compatibilities and incompatibilities between human and porcine organ systems. Xenotransplantation. 13 (6), 488-499 (2005).
- Kirk, A. D. Crossing the bridge: large animal models in translational transplantation research. Immunol. Rev. 19, 176-196 (2003).
- Lee, W. P., Rubin, J. P., Cober, S., et al. Use of swine model in transplantation of vascularized skeletal tissue allografts. Transplant Proc. 30, 2743-2745 (1998).
- Mathes, D. W., Hwang, B., Graves, S. S., et al. Tolerance to vascularized composite allografts in canine mixed hematopoietic chimeras. Transplantation. 92 (12), 1301-1308 (2011).
- Mathes, D. W., Randolph, M. A., Solari, M. G., et al. Split tolerance to a composite tissue allotransplant in a swine model. Transplantation. 75 (1), 25-31 (2003).
- Mezrich, J. D., Haller, G. W., Arn, J. S., et al. Histocompatible miniature swine: an inbred largeanimal model. Transplantation. 75 (6), 904-907 (2003).
- Petruzzo, P., Lanzetta, M., Dubernard, J. M., et al. The International Registry on Hand and Composite Tissue Transplantation. Transplantation. 90, 1590-1594 (2010).
- Sucher, R., Lin, C., Zanoun, R., et al. Mouse hind limb transplantation: a new composite tissue allotransplantation model using nonsuture supermicrosurgery. Transplantation. 90, 1374-1380 (2010).
- Ustüner, E. T., Majzob, R. K., Ren, X., et al. Swine composite tissue allotransplant model for preclinical hand transplant studies. Microsurgery. 20, 400-406 (2000).
- Ustüner, E. T., Zdichavsky, M., Ren, X., et al. Long-term composite tissue allograft survival in a porcine model with cyclosporine/mycophenolate mofetil therapy. Transplantation. 661, 581-587 (1998).
- Wachtman, G. S., Wimmers, E. G., Gorantla, V. S., et al. Biologicals and donor bone marrow cells for targeted immunomodulation in vascularized composite allotransplantation: a translational trial in swine. Transplant Proc. 43, 3541-3544 (2011).
