Un approccio di impianto retrogrado per il posizionamento del catetere di dialisi peritoneale nei topi

Summary

Questo articolo descrive le modifiche di una procedura per impiantare un catetere per dialisi peritoneale in un modello murino per evitare importanti problemi tecnici osservati con le tecniche convenzionali.

Abstract

I modelli murini sono impiegati per sondare vari aspetti della dialisi peritoneale (PD), come l’infiammazione peritoneale e la fibrosi. Questi eventi guidano l’insufficienza della membrana peritoneale negli esseri umani, che rimane un’area di intensa indagine a causa delle sue profonde implicazioni cliniche nella gestione dei pazienti con malattia renale allo stadio terminale (ESKD). Nonostante l’importanza clinica del PD e delle sue complicanze correlate, gli attuali modelli murini sperimentali soffrono di sfide tecniche chiave che compromettono le prestazioni dei modelli. Questi includono la migrazione e l’attorcigliamento del catetere PD e di solito giustificano la rimozione anticipata del catetere. Queste limitazioni determinano anche la necessità di un numero maggiore di animali per completare uno studio. Affrontando questi inconvenienti, questo studio introduce miglioramenti tecnici e sfumature chirurgiche per prevenire le complicanze comunemente osservate del catetere PD in un modello murino. Inoltre, questo modello modificato è convalidato inducendo infiammazione peritoneale e fibrosi utilizzando iniezioni di lipopolisaccaridi. In sostanza, questo articolo descrive un metodo migliorato per creare un modello sperimentale di PD.

Introduction

Carico di malattia renale allo stadio terminale
La malattia renale cronica (CKD) è un problema di salute mondiale¹. Le stime attuali suggeriscono che più di 850 milioni di persone in tutto il mondo hanno malattie renali. La prevalenza delle malattie renali quasi raddoppia il numero di persone con diabete (422 milioni) ed è più di 20 volte la prevalenza di cancro (42 milioni) o HIV / AIDS (36,7 milioni) pazienti in tutto il mondo². Circa uno su sette americani hanno CKD e due su 1.000 americani hanno ESKD che richiedono un trapianto di rene o supporto per dialisi³. Considerando il crescente onere dell’ESKD in tutto il mondo, l’ottimizzazione della tecnologia di dialisi è fondamentale³.

Dialisi peritoneale
Il PD è una modalità significativamente sottoutilizzata per il trattamento della ESKD negli Stati Uniti. Secondo lo United States Renal Data System (USRDS), la percentuale di pazienti PD prevalenti era solo dell’11% nel 2020 ^4,5. Il PD conferisce diversi vantaggi rispetto all’emodialisi in centro (HD), tra cui una migliore qualità della vita, meno visite cliniche e una diminuzione delle spese Medicare ^6,7. Inoltre, il PD è una terapia domiciliare ed è associato a un rischio molto più basso di infezioni gravi come batteriemia ed endocardite che sono spesso correlate ai cateteri per emodialisi. Inoltre, la malattia di Parkinson può essere iniziata rapidamente con un protocollo di avvio urgente, riducendo la necessità di iniziare la dialisi con cateteri vascolari permanenti⁸. Il PD è considerato il metodo preferito di dialisi nella popolazione pediatrica ESKD⁹.

Compromissione peritoneale indotta dalla dialisi peritoneale
Il PD comporta l’introduzione di liquido PD (dializzato) nel peritoneo, che provoca infiammazione e rimodellamento della membrana peritoneale nel tempo. L’infiammazione peritoneale innesca la fibrosi, culminando nella potenziale perdita di capacità di ultrafiltrazione della membrana nel tempo. La conservazione della membrana peritoneale è una sfida significativa nel PD e ulteriori ricerche sono di fondamentale importanza per garantire che le migliori pratiche cliniche siano disponibili per i professionisti. Esistono modelli murini ben consolidati per aiutare ulteriormente la comprensione dei meccanismi fisiopatologici di infezione e infiammazione peritoneale, soluto, cinetica di trasporto dell’acqua e insufficienza di membrana; Tuttavia, i problemi tecnici con il catetere spesso limitano questi modelli¹⁰.

Analisi dei cambiamenti della membrana peritoneale
Nei pazienti con ESKD, il dializzato viene tradizionalmente introdotto nella cavità peritoneale attraverso un catetere Tenkhoff con bracciale profondo e superficiale. I pazienti possono potenzialmente manifestare complicanze correlate al catetere, tra cui migrazione del catetere, dolore da infusione e scarso drenaggio del dializzato^11,12,13. Sono stati introdotti due tipi principali di cateteri peritoneali per l’uomo, arrotolati o dritti, per ridurre al minimo queste complicanze¹². Diverse modifiche, tra cui un bracciale extra ai cateteri convenzionali a due cuffi, sono state aggiunte ai cateteri originali per prolungare la sopravvivenza del catetere PD¹¹. La tecnica di inserimento varia in base a diversi fattori impedendo la migrazione del catetere da aggiungere dopo la sopravvivenza, compresa la disponibilità delle risorse e il livello di competenza¹⁴.

Al contrario, i modelli murini di dialisi peritoneale hanno differenze fondamentali nelle tecniche e nello scopo rispetto ai cateteri peritoneali umani. Ad esempio, i cateteri peritoneali nei modelli murini sono utilizzati principalmente per studiare le alterazioni della membrana e sono meno destinati alle funzioni di drenaggio bidirezionale. La tecnica attuale soffre di potenziale spostamento del porto e migrazione del catetere a causa della manipolazione degli animali. Nei modelli murini convenzionali, le porte di accesso non erano fissate alla pelle. Questo aspetto creava una porta di accesso instabile, che negli animali svegli poteva essere spostata, con conseguente migrazione del catetere. Data l’importanza dei modelli murini nella ricerca sulla membrana peritoneale, è imperativo creare tecniche chirurgiche efficaci per generare modelli affidabili. Pertanto, abbiamo deciso di ottimizzare il modello convenzionale di posizionamento del catetere PD. È importante notare che il catetere stesso provoca alterazioni istopatologiche nella membrana peritoneale e, quindi, qualsiasi conclusione riguardante l’effetto delle soluzioni PD negli studi sugli animali deve essere interpretata nel contesto del catetere PD come un corpo estraneo^15,16,17.

Istopatologia della membrana peritoneale
Il fallimento della malattia di Parkinson è principalmente correlato alla fibrosi e all’eccesso di angiogenesi con conseguente perdita di un gradiente di concentrazione osmolare. Inoltre, la capacità di filtrazione della membrana peritoneale potrebbe essere influenzata dalla peritonite. Inoltre, la peritonite infettiva è una causa ben consolidata di cambiamento nella modalità di dialisi dalla dialisi peritoneale all’emodialisi. ¹⁸.

Protocol

Per questo studio, sono stati utilizzati otto topi femmina C57BL / 6J, 8-12 settimane di età e un peso medio di 20 g. I topi sono stati alloggiati in condizioni standard e sono stati nutriti con chow e acqua ad libitum. Questo studio è stato eseguito con l’approvazione dell’Institutional Animal Care and Use Committee (IACUC), Boston University Medical Center (AN-1549). Le procedure qui descritte sono state eseguite in condizioni sterili. 1. Anestetizzare il topo in una camera …

Representative Results

Tutti i cateteri impiantati sono stati funzionanti fino alla fine dello studio e lo spostamento o l’attorcigliamento del catetere non hanno complicato nessuno dei cateteri impiantati. L’attuale tecnica modificata è stata ulteriormente convalidata con un modello indotto dalla peritonite utilizzando LPS. I topi di controllo hanno ricevuto 200 μL di iniezioni saline normali giornaliere, mentre i topi sperimentali sono stati iniettati con 200 μL di LPS, come discusso nella fase 11 del protocollo, per un totale di 7 giorni…

Discussion

Sono descritti tre modelli murini di PD. Ciò include una puntura cieca della superficie peritoneale, un sistema aperto-permanente e un sistema chiuso¹⁰. La puntura cieca della superficie peritoneale comporta un accesso peritoneale diretto simile alle iniezioni intraperitoneali ma non consente il drenaggio del dializzato. Essendo una procedura in cieco, questo metodo può danneggiare gli organi viscerali addominali. Il modello di sistema aperto-permanente mantiene il catetere di dialisi e la porta…

Materials

10% heparin	Canada Inc., Boucherville, QC, Canada)	Pharmaceutical product
Buprenorphine 0.3 mg/mL	PAR Pharmaceutical	NDC 42023-179-05
C57BL/6J mice	The Jackson Lab	IMSR_JAX:000664
CD31	Abcam	Ab9498
Clamp	Fine Science Tools	13002-10
Forceps	Fine Science Tools	11002-12
Dumont #5SF Forceps	Fine Science Tools	11252-00
Dumont Vessel Cannulation Forceps	Fine Science Tools	11282-11
Fine Scissors – Large Loops	Fine Science Tools	14040-10
Fisherbrand Animal Ear-Punch	Fisher Scientific	13-812-201
Hill Hemostat	Fine Science Tools	13111-12
Huber point needle	Access  technologies	PG25-500	Needle for injections
Isoflurane, USP	Covetrus	NDC 11695-6777-2
Lipopolysaccharide from E.coli	SIGMA	L4391
Microscope	Nikon Eclipse Inverted Microscope	TE2000
Minute Mouse Port 4French with retention beads and cross holes	Access  technologies	MMP-4S-061108A
Posi-Grip Huber point needles 25 G x 1/2´´	Access  technologies	PG25-500
Scissors	Fine Science Tools	14079-10
Vicryl Suture	AD-Surgical	#L-G330R24