Orthotopic Rat Nierentransplantation: Ein neuartierter und vereinfachter chirurgischer Ansatz
Summary
Der Zweck dieses Manuskripts und Protokolls ist es, den chirurgischen Eingriff der orthotopischen Nierentransplantation bei Ratten im Detail zu erklären und zu demonstrieren. Diese Methode wird vereinfacht, um die korrekte Durchblutung der Spenderniere zu erreichen und die Reperfusionszeit durch die venöse und urterische Manschette Anastomose-Technik zu verkürzen.
Abstract
Die Nierentransplantation bietet eine höhere Überlebensrate und eine verbesserte Lebensqualität für Patienten mit Nierenerkrankungen im Endstadium im Vergleich zu jeder Art von Nierenersatztherapie. In den vergangenen Jahrzehnten wurde das Ratten-Nierentransplantationsmodell eingesetzt, um die immunologischen Phänomene der Abstoßung und Toleranz zu untersuchen. Dieses Modell ist zu einem unverzichtbaren Werkzeug geworden, um neue immunmodulatorische Arzneimittel und Therapien zu testen, bevor es mit teuren präklinischen großen Tierstudien fortfahren kann.
Dieses Protokoll bietet einen detaillierten Überblick darüber, wie man eine orthotopische Nierentransplantation bei Ratten zuverlässig durchführt. Dieses Protokoll enthält drei markante Schritte, die die Erfolgswahrscheinlichkeit erhöhen: Durchblutung der Spenderniere durch Spülung durch die Portalvene und die Verwendung eines Manschettensystems, um die Nierenvenen und Harnleiter zu anastomosieren, wodurch Kälte und Wärme abnehmen Ischiema-Zeiten. Mit dieser Technik haben wir Überlebensraten über 6 Monate hinweg mit normalem Serumcreatinin bei Tieren mit syngeneischen oder toleranten Nierentransplantationen erreicht. Je nach Studienziel kann dieses Modell durch Vor-oder Nachtransplantationsbehandlungen modifiziert werden, um die akute, chronische, zelluläre oder antikörpervermittelte Abstoßung zu untersuchen. Es ist ein reproduzierbares, zuverlässiges und kostengünstiges Tiermodell, um verschiedene Aspekte der Nierentransplantation zu untersuchen.
Introduction
Historisch gesehen wurden die ersten Transplantationsabstoßungsstudien von Brent und Medawar mit Hauttransplantationen inNagetieren 1 durchgeführt. Es wurde schnell klar, dass die Haut ausgeprägte immunologische Eigenschaften hat, was sie zu einem hochimmunogenen Organ macht, das sich in der Abstoßung von anderen vaskularisierten Festorganen 2 unterscheidet. Die Rattenstudien über die Abstoßung fester Organtransplantationen beschränken sich gewohnheitsmäßig auf Herz-, Leber-und Nierentransplantationen. Obwohl jedes dieser Organe geeignet ist, die Ablehnung zu studieren, gibt es für jedes dieser Organe Vor-und Nachteile. Herztransplantationen werden oft in den Bauch transplantiert und in die Aorta und Vena cava vergiftet, wobei das heimische Herz des Empfängers auf Platz3liegt. Dies stellt keine klinischen, anatomischen und physiologischen Bedingungen des Menschen dar. Darüber hinaus sind die Herzen sehr empfindlich gegen kalte Ischämie und müssen bevorzugt innerhalb von 1 Stunde neu verwendet werden, um ihre Funktion 4 wiederherstellenzukönnen. Lebertransplantationen gelten in der Regel als chirurgisch anspruchsvoller und zeitsensibler. Nach dem Entfernen der einheimischen Leber muss die Spenderleber innerhalb von 30 Minuten implantiert und neu verwendet werden, da die Empfänger ohne eine funktionierendeLeber nicht länger halten können. Die Leberarterie, die Portalvene und vor allem die Rekonstruktion des Gallengangs erfordern raffinierte chirurgische Fähigkeiten. Neben den chirurgischen Herausforderungen ist bekannt, dass die Leber tolerogene Eigenschaften besitzt und Nagetiere und Menschen operativ tolerant werdenkönnen6,7,8. Die Niere, im Gegensatz zu den oben genannten Organen, kann in einer orthotopischen Weise transplantiert werden, ist bekannt, dass ein immunogenes Organ mit konsistenten, reproduzierbaren Abstoßungsepisoden (wenn nicht immunsupprimiert), und ermöglicht für längere kalte Ischämie Zeiten von mehreren Stunden. Damit ist die Ratten-Knierentransplantation ein ideales Modell für das Studium der allograften Abstoßung und-toleranz.
Die Nierentransplantation (KT) ist die bevorzugte Wahl der Behandlung von Patienten mit Nierenerkrankungen im Endstadium. In den letzten Jahrzehnten haben sich die kurzfristigen Überlebensergebnisse nach KT dramatisch verbessert, aber die langfristigen Überlebensergebnisse stagnieren 9. Konventionelle immunsuppressive Therapien bleiben die Standard-Anti-Abstoßungstherapie. Der chronische Einsatz von immunsuppressiven Therapien führt jedoch zu einer signifikanten MorbiditätundMortalität, wie Nephrotoxizität, Diabetes und sekundären bösartigen Erkrankungen 10, 11,12. Auf lange Sicht bedrohen chronisch antibody-und zellmedizinisch vermittelte Abstoßungen das Überleben der Transplantation, wobei nur begrenzte therapeutische Möglichkeiten zur Verfügung stehen.
Ein wichtiges Ziel bei der Transplantation ist die Induktion von Transplantationstoleranz, um chronische Immunsuppression zu vermeiden. Das Ratten-KT-Modell ist ein robustes Werkzeug, um den immunologischen Abstoßungsprozess zu untersuchen und neue Ansätze zur Immunomodulation und Transplantationstoleranz zu evaluieren. Die Ratte dient auch als geeignetes Modell, um akute und chronische Zell-und Antikörper-vermittelte Abstoßung13,14, 15,16, 17zuuntersuchen. Dieses chirurgische Modell hat sich als zuverlässiges, reproduzierbares und kostengünstiges Werkzeug erwiesen, um verschiedene Aspekte der allograften Abstoßung und-toleranz zu untersuchen. Es wird oft verwendet, um neuartige toleranzinduzierende Protokolle zu testen, bevor teure und schwerfällige Großtierstudien durchgeführt werden. Die Durchführung von KT bei Ratten erfordert eine umfassende chirurgische Ausbildung und Expertise, um Überlebensraten von & gt;90% zu erreichen. In diesem Manuskript und in dem begleitenden Lehrvideo bieten wir einen schrittweisen Umriss für orthotopische KT in der Ratte, wie sie seit vielen Jahren in unserer Einrichtung erfolgreich durchgeführt wird.
Vor Beginn eines Verfahrens ist die Auswahl des Spenders und des Empfängers von entscheidender Bedeutung und hängt von der Art des Experiments ab. Idealerweise sollten Spender und Empfänger zwischen 220 – 260 g wiegen und zwischen 8 – 12 Wochen alt sein. Tiere unter 220 g haben kleinformatige Arterien, Venen und Harnleiter, was die Anastomose beim Empfänger besonders herausfordernd macht. Geringfügige Blutverluste können zu Hypovolämie führen und bei kleineren Tieren zum Tod führen. Tiere, die schwerer als 260 g sind, zeigen mehr Fett um ihre Gefäße herum, und die Isolierung der Gefäße wird mehr Betriebszeit erfordern und die kalte Ischämie erhöhen.
Protocol
Representative Results
Discussion
In diesem Manuskript beschreiben wir die chirurgische Methode des orthotopischen KT in Ratten im Detail, einschließlich aller notwendigen Geräte, um diese Prozedur durchzuführen (Abbildung5). 1965 veröffentlichten Fisher und Lee den ersten Bericht über KT in Ratten, der zum Auftakt eines spannenden Untersuchungsfeldes 18 wurde. Seitdem wurden viele Modifikationen eingeführt, um die Reproduzierbarkeit dieses Modells zu verbessern. Es diente als effektives Tiermod…
Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Finanziert wurde diese Arbeit durch ein großzügiges Geschenk der Familie Bombeck.
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
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