Использование центрального венозного линии для жидкостей, лекарственных средств и питательных веществ управления в мышиной модели критических заболеваний
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
Этот протокол описывает централизованно катетеры модели мыши длительного критического заболевания. Мы объединяем слепую кишку перевязки и метод прокола, чтобы вызвать сепсис с использованием центральной венозной линии для жидкостей, лекарственных препаратов и введения питательных веществ, чтобы имитировать клинические параметры человека. Тяжелобольные пациенты требуют интенсивной медицинской помощи для того, чтобы выжить. В то время как большинство пациентов будет восстанавливаться в течение нескольких дней, около четверти пациентов необходима длительная интенсивной терапии и имеет высокий риск смерти от не-решения полиорганной недостаточности. Кроме того, длительный этап критического заболевания является пронизанной глубокой мышечной слабости и эндокринных и метаболических изменений, из которых патогенез в настоящее время не полностью изучены. Наиболее широко используемых животных модель в критическом исследовании ухода является слепой кишки перевязки и пункции модель, чтобы вызвать сепсис. Это очень воспроизводимая модель, с острыми воспалительными и гемодинамическими изменениями, подобными человеческим сенсестренка, которая предназначена для изучения острой фазы критического заболевания. Тем не менее, эта модель пронизанный высокой летальности, которая отличается от клинической ситуации человека, и не развитом для изучения длительной фазы критического заболевания. Таким образом, мы адаптировали технику, помещая центральный венозный катетер в яремной вене позволяет нам управлять клинический значимой поддерживающей терапией, чтобы лучше имитировать человеческую клиническую ситуацию критической болезни. Эта модель мыши требует обширной хирургической процедуры и ежедневный интенсивный уход за животными, но это приводит к соответствующей модели острой и длительной фазы критического заболевания.
Introduction
Критические болезни является болезненное состояние, в котором функция одного или нескольких органов и систем затруднено в той степени, что пациент умрет, если интенсивная медицинская помощь не назначается. В то время как первопричины для поступления в отделение интенсивной терапии (ОИТ) может варьироваться, начиная от травмы, осложненной операции, ожогов, заболевание обострений до сепсиса, все тяжелобольные пациенты страдают от клеточного повреждения, вызванных гипоперфузиями, гипоксией и чрезмерного воспалением среди других , что приводит к полиорганной недостаточности. Большинство пациентов выживают их острый инсульт, но важная часть пациентов не сразу восстановиться и нуждаются в длительной интенсивной терапии. Они имеют высокий риск смерти из-за отказа разрешения полиорганной недостаточности. Кроме того, длительный этап критического заболевания является пронизанным глубокой мышечной слабостью и эндокринным и метаболическими изменениями, из которых патогенез в настоящее время не полностью изучен.
Несколько гОден модели используются в условиях интенсивной исследовательской помощи. Два основном используемые модели являются экзогенное введение липополисахарида (LPS) и слепой кишки перевязки и пункции (CLP). Обе модели разработаны для имитации острой фазы сепсиса, определяемый как угрожающей жизни дисфункции органов , вызванной дизрегуляции ответ хозяина на инфекцию, и одна из основных причин для поступления в отделении интенсивной терапии во всем мире 1, 2. Модель LPS имеет несколько недостатков , как это только скоротечно влияет на высвобождение цитокинов и состояние гемодинамики животного 3. В отличие от людей, грызуны также являются особенно устойчивыми к эндотоксина и использование «» высоких доз эндотоксина необходимо производить гипотензии и смертности, тем самым дальнейшее повышение озабоченности обоснованности этого метода 4, 5. Другая модель, слепой кишки перевязки и пункции модель (CLP)имеет лигирование части слепой кишки с последующим проколом сквозными и сквозным. Эта процедура вызывает полимикробную брюшную инфекцию с повреждением тканей, с последующей транслокацией бактерий в отделение крови. Это вызовет системную воспалительную реакцию и развитие сепсиса. Модель CLP была широко признана в качестве животной модели острой критической болезни , которая воспроизводит основные черты сепсиса: гипервоспаления, вазодилатацию, гипотонии и повышение сердечного выброса 6, 7. Однако эта модель не позволяет изучать не-решения полиорганной недостаточности, гипотрофии мышц и эндокринных и метаболических изменений, характерных для длительной фазы критического заболевания. Кроме того, в последнее время валидность мышиных моделей для критических заболеваний были поставлены под сомнение, поскольку выводы из мышиных моделей не всегда могут быть переведены к установке 8 человек, 9, 10. Возможное объяснение может быть то, что поддерживающая терапия, которая предоставляется тяжелобольными пациентами человека существенно отличается от ухода, который предоставляется тяжелобольной мышей.
Поэтому, чтобы более близко напоминает человеческую установку и позволить исследование длительной фазы критической болезни, мы разработали модель мыши, которая имитирует острую интенсивную терапию, как указано для человека, например, обширное внутривенного введения жидкости и лечения антибиотиков, и которая позволяет администрировать поддерживающую терапию для того, чтобы пережить длительную фазу критических заболеваний, таких как нутритивной поддержки. Для этой цели мы адаптировали модель мыши CLP-индуцированной сепсисом, являющийся золотым стандартом для сепсиса, и помещают центральную венозную линию, которая позволяет введение жидкостей, питательных веществ и лекарственных средств.
Protocol
Representative Results
Discussion
Мы разработали более клинический значимыми мышиную модель критических заболеваний, путем объединения слепой кишки перевязки и пункционный метода, чтобы вызвать сепсис с использованием центральной венозной линии для жидкостей, лекарственных препаратов и введения питательных вещест…
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).
