Ortootopik Rat böbrek nakli: bir roman ve Basitleştirilmiş cerrahi yaklaşım
Summary
Bu yazının ve protokolün amacı, farelerde ortootopik böbrek transplantasyonunun cerrahi prosedürünü ayrıntılı olarak açıklamak ve göstermek. Bu yöntem, donör böbreğin doğru perfüzyon elde etmek ve venöz ve üreteral manşet anastomoz tekniği kullanarak reperfüzyon süresini kısaltmak için basitleştirilmiştir.
Abstract
Böbrek nakli, her türlü böbrek replasman tedavisine kıyasla son evre böbrek hastalığı olan hastalar için artan hayatta kalma oranları ve gelişmiş yaşam kalitesi sunar. Son birkaç yıl içinde, sıçan böbrek transplantasyonu modeli, ret ve tolerans immünolojik fenomenlerin incelenmesi için kullanılmıştır. Bu model, pahalı preklinik büyük Hayvansal çalışmalarda devam etmeden önce yeni immünomodülatör ilaç ve rejimleri test etmek için vazgeçilmez bir araç haline gelmiştir.
Bu protokol, farelerde ortootopik böbrek nakli konusunda ayrıntılı bir genel bakış sağlar. Bu protokol, başarı olasılığını artıran üç ayırt edici adım içerir: portal ven yoluyla yıkılarak Donör böbrek perfüzyon ve Böbrek damarları ve üreterleri anastomoze bir manşet sistemi kullanımı, böylece soğuk ve sıcak azalan iskemi kez. Bu tekniği kullanarak, syngeneik veya toleranslı böbrek nakli olan hayvanların normal serum kreatine sahip 6 ay ötesinde hayatta kalma oranları elde ettik. Çalışmanın amacınıza bağlı olarak, bu model akut, kronik, hücresel veya antikor aracılı reddetme çalışmaları için ön veya postnakil tedavileri ile değiştirilebilir. Böbrek transplantasyonunun farklı yönlerini incelemek için reproducible, güvenilir ve uygun maliyetli bir hayvan modelidir.
Introduction
Tarihsel olarak, ilk nakil reddi çalışmaları Brent ve Medawar tarafından kemirgenler1cilt nakli kullanılarak yapılmıştır. Kısa süre sonra, cildin farklı immünolojik özelliklere sahip olduğunu, diğer vaskülarize katı organlardan reddedilme konusunda farklı olan son derece immünojenik bir organ haline gelmiştir2. Katı organ nakli reddi Rat çalışmaları alışkanlıkla kalp, karaciğer ve böbrek nakli ile sınırlıdır. Bu organların her biri reddetme çalışması için uygun olmasına rağmen, her biri için avantajlar ve dezavantajları vardır. Kalp nakli genellikle karın içine nakledilir ve aort ve Vena Cava anastomozları yapıldı, yerine alıcının doğal kalbi ile3. Bu, insan klinik, anatomik ve fizyolojik koşulları yeniden oluşturmaz. Ayrıca, kalpler soğuk iskemi çok duyarlıdır ve 1 h içinde tercihen reperfkullanılmış olması için kendi işlevini kurtarmak edebilmek için4. Karaciğer nakli genellikle cerrahi olarak daha zorlu ve zaman duyarlı gerçekleştirmek için kabul edilir. Yerli karaciğer çıkardıktan sonra, donör karaciğer implante ve 30 dakika içinde reperfkullanılmış olarak alıcılar daha uzun süre işlevsel bir karaciğer olmadan dayanamaz5. Hepatik arter, portal ven, ve özellikle safra kanalı yeniden yapılanma rafine cerrahi becerileri gerektirir. Cerrahi zorluklar yanı sıra, karaciğer tolerogenic özellikleri ve kemirgenler sahip olduğu bilinmektedir ve insanlar operasyonel toleranslı olabilir6,7,8. Böbrek, yukarıda bahsedilen organların aksine, bir Ortotopik moda nakledilebilir, tutarlı, tekrarlanabilir ret bölümleri ile bir immünojenik organ olduğu bilinmektedir (Eğer immünopresatik değilse), ve birkaç uzun süreli soğuk iskemi süreleri sağlar Saat. Bu fare böbrek nakli allogreft ret ve tolerans eğitim için ideal bir model yapar.
Böbrek nakli (KT) son evre böbrek hastalığı olan hastalar için tercih edilen tedavi seçimdir. Son birkaç yıl içinde, KT sonra kısa vadeli hayatta kalma sonuçları dramatik, ancak uzun vadeli hayatta kalma sonuçları durgun9vardır. Konvansiyonel bağışıklık bastırıcı rejimleri standart anti-ret terapisi kalır. Ancak, bağışıklık baskılayıcı tedaviler kronik kullanımı önemli morbidite ve mortalite neden olur, nefrotoksisite gibi, diyabet, ve ikincil maligniteler10,11,12. Uzun vadeli, kronik antikor ve hücresel aracılı ret, sınırlı terapötik seçenekleri ile greft hayatta kalma tehdit.
Transplantasyonun önemli bir amacı, kronik immünezit ihtiyacını ortadan önlemek için nakil toleransı indüksiyonudur. Sıçan KT modeli, immünolojik ret sürecini araştırmak ve immünomodüle ve nakli toleransına yeni yaklaşımlar değerlendirmek için sağlam bir araçtır. Sıçan Ayrıca akut ve kronik hücre ve antikor aracılı ret13,14,15,16,17incelemek için uygun bir model olarak hizmet vermektedir. Bu cerrahi model, allogreft ret ve tolerans çeşitli yönlerini incelemek için güvenilir, reproducible ve uygun maliyetli bir araç olduğu kanıtlanmıştır. Genellikle pahalı ve hantal büyük hayvan çalışmaları taahhüt önce yeni tolerans inducing protokolleri sınamak için kullanılır. Sıçanlarda KT gerçekleştirme >% 90 hayatta kalma oranlarına ulaşmak için kapsamlı cerrahi eğitim ve uzmanlık gerektirir. Bu yazıda ve eşlik eden öğretim videosu, bizim kurumda yıllar boyunca başarılı bir şekilde gerçekleştirdiği gibi, sıçan içinde Ortotopik KT için adım adım bir anahat sunuyoruz.
Herhangi bir prosedür başlamadan önce, donör ve alıcı seçimi önemlidir ve denemenin doğasına bağlıdır. İdeal olarak, bağış ve alıcılar arasında ağırlığında olmalıdır 220 – 260 g ve arasında olmak 8 – 12 hafta yaş. 220 altında hayvanlar g küçük çaplı arterlere sahip, damarları, ve üreterler, alıcıda anastomoz özellikle zorlu hale. Küçük kan kaybı hipovolemi neden ve küçük hayvanların ölüme yol açabilir. 260 g ‘den daha ağır hayvanlar damarlarında daha fazla yağ görüntüler ve damar yalıtımı daha fazla ameliyat süresi gerektirir ve soğuk iskemi süresini arttırır.
Protocol
Representative Results
Discussion
Bu yazıda, bu prosedürü gerçekleştirmek için gerekli tüm ekipmanlar da dahil olmak üzere, farelerde Ortotopik KT için cerrahi yöntemi tarif ediyoruz (Şekil 5). 1965 yılında, Fisher ve Lee sıçan, heyecan verici bir soruşturma alanı18BAŞLANGıCı oldu kt ilk raporu yayınladı. O zamandan bu yana, bu modelin yeniden üretilebilirliği geliştirmek için birçok değişiklik sunuldu. Bu iskemi-reperfüzyon hasarı ve böbrek nakli ret ve tolerans okumak…
Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Bu iş Bombeck Family Estate ‘ten cömert bir hediye tarafından finanse edildi.
Materials
| Buprenorphine HCL | Reckitt Benckiser Healthcare UK | NDC12496-0757-5 | |
| Dissecting forceps, curved | Zhenbang, China | 11cm Flat handle | |
| Heparin sodium injection USP | Sagent Pharmaceuticals | NDC25021-400-10 | |
| Micro-forceps, straight, smooth | Jingzhong, China | WA3010 | |
| Micro needle holder | Jingzhong, China | WA2010 | |
| Micro vessel clamps | Jingzhong, China | WA40120 | |
| Micro spring sciccor 1 | ROBOZ | RS-5620 | |
| Micro spring sciccor 2 | F.S.T. | 91501-09 | |
| Micro spring sciccor 3 | Zhenbang, China | 8.5cm Vannas,curved | |
| Prograf (Tacrolimus/FK506) | Astellas | ||
| Rats | Charles River & Taconic Biosciences | LEW/Crl & DA-M | |
| Shaver | Wahl | 79600-2101 | |
| Suture 4-0 | Ethicon | J304H | |
| Suture, 4-0 | Ethicon | 683G | |
| Suture, 10-0 | Ethicon | 2820G | |
| Syringes & Needles | BD | ||
| Thread, 8-0 | Ashaway | 75290 | |
| Ureteral cuff | Microlumen | 160-1 | Polymide Tubing, Diameter 0.41 mm |
| Venous cuff | Intramedic BD | 7441 | PE-200 Non-radiopaque polyethylene tubing ID: 1.4 mm, OD: 1.9 mm |
References
- Billingham, R. E., Brent, L., Medawar, P. B. Actively acquired tolerance of foreign cells. Nature. 172 (4379), 603-606 (1953).
- Murray, J. E. Organ transplantation (skin, kidney, heart) and the plastic surgeon. Plastic and Reconstructive Surgery. 47 (5), 425-431 (1971).
- Liu, F., Kang, S. M. Heterotopic heart transplantation in mice. Journal of Visualized Experiments. (6), e238 (2007).
- Ruzza, A., et al. Heterotopic heart transplantation in rats: improved anesthetic and surgical technique. Transplant Proceedings. 42 (9), 3828-3832 (2010).
- Oldani, G., Lacotte, S., Morel, P., Mentha, G., Toso, C. Orthotopic liver transplantation in rats. Journal of Visualized Experiments. (65), e4143 (2012).
- Lang, K. S., et al. Immunoprivileged status of the liver is controlled by Toll-like receptor 3 signaling. Journal of Clinical Investigation. 116 (9), 2456-2463 (2006).
- Sun, Z., et al. Recruitment of host progenitor cells in rat liver transplants. Hepatology. 49 (2), 587-597 (2009).
- Orlando, G., Soker, S., Wood, K. Operational tolerance after liver transplantation. Journal of Hepatolgy. 50 (6), 1247-1257 (2009).
- Lodhi, S. A., Lamb, K. E., Meier-Kriesche, H. U. Solid organ allograft survival improvement in the United States: the long-term does not mirror the dramatic short-term success. American Journal of Transplantation. 11 (6), 1226-1235 (2011).
- Engels, E. A., et al. Spectrum of cancer risk among US solid organ transplant recipients. Journal of the American Medical Association. 306 (17), 1891-1901 (2011).
- Kasiske, B. L., Snyder, J. J., Gilbertson, D., Matas, A. J. Diabetes mellitus after kidney transplantation in the United States. American Journal of Transplantation. 3 (2), 178-185 (2003).
- de Mattos, A. M., Olyaei, A. J., Bennett, W. M. Nephrotoxicity of immunosuppressive drugs: long-term consequences and challenges for the future. American Journal of Kidney Diseases. 35 (2), 333-346 (2000).
- Hu, X., et al. Chimeric Allografts Induced by Short-Term Treatment With Stem Cell-Mobilizing Agents Result in Long-Term Kidney Transplant Survival Without Immunosuppression: A Study in Rats. American Journal of Transplantation. 16 (7), 2055-2065 (2016).
- Shrestha, B., Haylor, J. Experimental rat models of chronic allograft nephropathy: a review. International Journal of Nephrology and Renovascular Disease. 7, 315-322 (2014).
- Fu, Y., et al. Successful transplantation of kidney allografts in sensitized rats after syngeneic hematopoietic stem cell transplantation and fludarabine. American Journal of Transplantation. 14 (10), 2375-2383 (2014).
- Grau, V., et al. Immune Complex-Type Deposits in the Fischer-344 to Lewis Rat Model of Renal Transplantation and a Subset of Human Transplant Glomerulopathy. Transplantation. 100 (5), 1004-1014 (2016).
- Vogelbacher, R., et al. Bortezomib and sirolimus inhibit the chronic active antibody-mediated rejection in experimental renal transplantation in the rat. Nephrology Dialysis Transplantation. 25 (11), 3764-3773 (2010).
- Fisher, B., Lee, S. Microvascular surgical techniques in research, with special reference to renal transplantation in the rat. Surgery. 58 (5), 904-914 (1965).
- Mahabir, R. N., Guttmann, R. D., Lindquist, R. R. Renal transplantation in the inbred rat. X. A model of “weak histoincompatibility” by major locus matching. Transplantation. 8 (4), 369-378 (1969).
- Wang, J. J., Hockenheimer, S., Bickerstaff, A. A., Hadley, G. A. Murine renal transplantation procedure. Journal of Visualized Experiments. (29), e1150 (2009).
- Bickerstaff, A. A., Wang, J. J., Pelletier, R. P., Orosz, C. G. Murine renal allografts: spontaneous acceptance is associated with regulated T cell-mediated immunity. Journal of Immunology. 167 (9), 4821-4827 (2001).
- Silber, S. J., Crudop, J. Kidney transplantation in inbred rats. American Journal of Surgery. 125 (5), 551-553 (1973).
- D’Silva, M., et al. Rat kidney transplantation update with special reference to vesical calculi. Microsurgery. 11 (2), 169-176 (1990).
- Yin, M., Booster, M. H., Bogaard, A. E. J. M., Kootstra, G. A simple technique to harvest two kidneys from one donor rat for transplantation. Lab Animal. 28 (4), 387-390 (1994).
- Lopez-Neblina, F., Toledo-Pereyra, L. H., Suzuki, S. Ultrarapid orthotopic technique for renal transplantation in the rat. Microsurgery. 15 (4), 274-278 (1994).
- Blom, D., Orloff, M. S. A more versatile and reliable method for renal transplantation in the rat. Microsurgery. 18 (4), 267-269 (1998).
- Engelbrecht, G., Kahn, D., Duminy, F., Hickman, R. New rapid technique for renal transplantation in the rat. Microsurgery. 13 (6), 340-344 (1992).
- Kline, R., Churchill, M., Churchill, P., Bidani, A., Schwartz, M. High osmolality-low pH flush solutions improve renal transplant function in rats. Urology Research. 19 (2), 81-86 (1991).
- Fray, J. C. Mechanism by which renin secretion from perfused rat kidneys is stimulated by isoprenaline and inhibited by high perfusion pressure. The Journal of Physiology. 308, 1-13 (1980).
- Fry, D. L. Acute vascular endothelial changes associated with increased blood velocity gradients. Circulation Research. 22 (2), 165-197 (1968).
- Pahlavan, P. S., Smallegange, C., Adams, M. A., Schumacher, M. Kidney transplantation procedures in rats: assessments, complications, and management. Microsurgery. 26 (5), 404-411 (2006).
- Savas, C. P., et al. Renal transplantation in the rat–a new simple, non-suture technique. Urology Research. 13 (2), 91-93 (1985).
- Fabre, J., Lim, S. H., Morris, P. J. Renal transplantation in the rat: details of a technique. The Austalian and New Zealand Journal of Surgery. 41 (1), 69-75 (1971).
- Cameron, A. M., et al. Chimeric Allografts Induced by Short-Term Treatment With Stem Cell Mobilizing Agents Result in Long-Term Kidney Transplant Survival Without Immunosuppression: II, Study in Miniature Swine. American Journal of Transplantation. 16 (7), 2066-2076 (2016).
