استخدام خط وريدي المركزي للسوائل والمخدرات وإدارة المغذيات في نموذج الفأر من الأمراض الخطيرة
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
يصف هذا البروتوكول نموذج الفأر مقسطر مركزيا من الأمراض الخطيرة لفترة طويلة. نحن تجمع بين ربط الأعور وطريقة ثقب للحث على الإنتان مع استخدام خط وريدي مركزي للسوائل، والمخدرات، وإدارة المواد الغذائية لتقليد إعداد سريرية البشري. المرضى المصابين بأمراض خطيرة تتطلب الدعم الطبي المكثف من أجل البقاء على قيد الحياة. في حين أن الغالبية العظمى من المرضى سوف يتعافى في غضون أيام قليلة، على بعد حوالى ربع المرضى الذين يحتاجون إلى العناية المركزة لفترة طويلة وهم عرضة للوفاة من غير حل الفشل العديد من أجهزة الجسم. وعلاوة على ذلك، هو مدموغ مرحلة طويلة من الأمراض الخطيرة التي ضعف عميق في العضلات، والغدد الصماء والتمثيل الغذائي التغييرات، التي تقوم حاليا فهم المرضية غير كامل. نموذج حيواني الأكثر استخداما على نطاق واسع في الأبحاث الرعاية الحرجة هو الأعور ربط وثقب نموذج للحث على الإنتان. هذا هو نموذج يمكن استنساخه جدا، مع التغيرات الالتهابية والدورة الدموية الحادة مشابهة لسبتمبر البشريجهاز الأمن والمخابرات، الذي يهدف إلى دراسة المرحلة الحادة من المرض الحرجة. ومع ذلك، هو مدموغ هذا النموذج من قبل الفتك عالية، والذي يختلف عن الوضع البشري السريري، وليس وضعت لدراسة مرحلة طويلة من الأمراض الخطيرة. ولذلك، فإننا تكييف تقنية عن طريق وضع القسطرة الوريدية المركزية في حبل الوريد مما يسمح لنا لإدارة الرعاية الداعمة ذات الصلة سريريا، لمحاكاة الحالة السريرية البشري من الأمراض الخطيرة على نحو أفضل. يتطلب هذا نموذج الفأر إجراء العمليات الجراحية واسعة والعناية المركزة اليومية للحيوانات، ولكنه يؤدي إلى نموذج ذي الصلة من المرحلة الحادة وطويلة من الأمراض الخطيرة.
Introduction
الأمراض الخطيرة هو حالة المرض الذي يعوق وظيفة أجهزة الجسم واحد أو أكثر لدرجة أن المريض سوف يموت، ما لم يدار الدعم الطبي المكثف. في حين أن السبب الأولي للقبول في وحدة العناية المركزة (ICU) يمكن أن تختلف، بدءا من الصدمة، والجراحة معقدة، والحروق، وتفاقم المرض إلى تعفن الدم، وجميع المرضى ذوي الحالات الحرجة يعانون من تلف الخلايا، والناجمة عن نقص انسياب الدم، نقص الأكسجة والتهاب الزائدة وغيرها ، الأمر الذي يؤدي إلى فشل الجهاز. معظم المرضى البقاء على قيد الحياة إهانة الحادة، ولكن لجزء مهم من المرضى لا تسترد فورا وبحاجة إلى رعاية مكثفة لفترات طويلة. هم في خطر كبير للموت بسبب عدم حل الفشل العديد من أجهزة الجسم. وعلاوة على ذلك، هو مدموغ مرحلة طويلة من الأمراض الخطيرة التي ضعف عميق في العضلات والغدد الصماء والأيض التغيير، والتي تقوم حاليا فهم المرضية غير كامل.
العديد صوتستخدم نماذج odent في إعداد البحوث الرعاية الحرجة. على نموذجين تستخدم في الغالب هي إدارة خارجية من lipopolysaccharide في (LPS) وربط الأعور وثقب (CLP). والمتقدمة على حد سواء نماذج لمحاكاة المرحلة الحادة من تعفن الدم، الذي يعرف بأنه ضعف الجهاز تهدد الحياة الناجمة عن استجابة المضيف dysregulated للإصابة، واحدة من الأسباب الرئيسية للقبول في وحدة العناية المركزة في جميع أنحاء العالم 1، 2. نموذج LPS له مساوئ عديدة كما أنها لا تؤثر إلا بشكل عابر الإفراج عن السيتوكينات وحالة الدورة الدموية للحيوان 3. على عكس البشر والقوارض هي أيضا مقاومة خاصة إلى الذيفان الداخلي واستخدام "الجرعات العالية" من الذيفان الداخلي ضروري لإنتاج انخفاض ضغط الدم ومعدل الوفيات، وبموجب هذا مما يزيد المخاوف من صحة هذه الطريقة 4 و 5. نموذج آخر، ربط الأعور ونموذج ثقب (CLP)يتميز ربط لجزء من الأعور تليها ثقب الإبرة من خلال وعبر. يؤدي هذا الإجراء إصابة في البطن متعدد المكروبات مع تلف الأنسجة، تليها النبات من البكتيريا في حجرة الدم. وهذا يؤدي الى الاستجابة الالتهابية الجهازية وتطوير تعفن الدم. وقد تم الاعتراف طراز CLP على نطاق واسع على أنها نموذج حيواني من الأمراض الخطيرة الحاد الذي يستنسخ الملامح الرئيسية للتعفن الدم: hyperinflammation، توسع الأوعية، انخفاض ضغط الدم وزيادة النتاج القلبي 6 و 7. ومع ذلك، وهذا النموذج لا يسمح دراسة الفشل غير حل العديد من الأعضاء، تلف العضلات، والغدد الصماء والتمثيل الغذائي التغييرات، التي تمثل نموذجا لمرحلة طويلة من الأمراض الخطيرة. وعلاوة على ذلك، في الآونة الأخيرة قد شكك في صحة نماذج الماوس لمرض خطير، لأن النتائج من نماذج الماوس لا يمكن دائما أن تترجم إلى وضع الإنسان 8و 9 و 10. قد يكون هناك تفسير الممكن أن الرعاية الداعمة التي يتم توفيرها لانتقادية سوء المرضى من البشر تختلف جوهريا عن الرعاية التي يتم توفيرها على الفئران صحية حرجة.
لذلك، لتشبه الإعداد البشري بشكل وثيق وللسماح بالتحقيق في مرحلة طويلة من الأمراض الخطيرة، قمنا بتطوير نموذج الفأر الذي يحاكي العناية المركزة الحادة على النحو الوارد للإنسان، مثل حقن المحاليل الوريدية واسعة والعلاج بالمضادات الحيوية، والتي تسمح لل لإدارة الرعاية الداعمة من أجل البقاء على قيد الحياة في مرحلة طويلة من الأمراض الخطيرة، مثل الدعم الغذائي. لهذا الغرض، ونحن تكييف نموذج الفأر من تعفن الدم الناجم عن CLP، كونها المعيار الذهبي للتعفن الدم، ووضع خط وريدي مركزي والتي تمكن الإدارة من السوائل والتغذية والأدوية.
Protocol
Representative Results
Discussion
وضعنا أكثر أهمية سريريا نموذج الفأر من الأمراض الخطيرة، من خلال الجمع بين ربط وثقب الأعور طريقة للحث على الإنتان مع استخدام خط وريدي مركزي للسوائل، والمخدرات، وإدارة المواد الغذائية. هذا الإعداد التجريبية غير قابلة للتكرار، ويسمح لدراسة مرحلة طويلة من الأمراض الخط…
Divulgations
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% |
References
- 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).
