Ultrasonographie de l'appareil urinaire masculin adulte pour l'essai fonctionnel urinaire
Summary
Nous décrivons l’utilisation de l’ultrason à haute fréquence avec la formation image de contraste comme méthode pour mesurer le volume de réservoir souple, l’épaisseur de mur de réservoir souple, la vitesse d’urine, le volume vide, la durée de vide, et le diamètre urétral. Cette stratégie peut être employée pour évaluer le dysfonctionnement d’annulation et l’efficacité de traitement dans divers modèles de souris du dysfonctionnement inférieur d’appareil urinaire (LUTD).
Abstract
L’incidence de l’hyperplasie prostatique bénigne clinique (HBP) et des symptômes inférieurs d’appareil urinaire (LUTS) augmente en raison de la population vieillissante, ayant pour résultat un fardeau économique et de qualité de vie significatif. Des modèles transgéniques et d’autres modèles de souris ont été développés pour recréer divers aspects de cette maladie multifactorielle ; cependant, les méthodes pour quantifier avec précision le dysfonctionnement urinaire et l’efficacité de nouvelles options thérapeutiques font défaut. Ici, nous décrivons une méthode qui peut être employée pour mesurer le volume de réservoir souple et l’épaisseur de mur de detrusor, la vitesse urinaire, le volume et la durée de vide de vide, et le diamètre urétral. Cela permettrait d’évaluer la progression de la maladie et l’efficacité du traitement au fil du temps. Des souris ont été anesthésiées avec l’isoflurane, et la vessie a été visualisée par ultrason. Pour l’imagerie non-contraste, une image 3D a été prise de la vessie pour calculer le volume et évaluer la forme ; l’épaisseur de la paroi de la vessie a été mesurée à partir de cette image. Pour l’imagerie contrastée, un cathéter a été placé à travers le dôme de la vessie à l’aide d’une aiguille de calibre 27 reliée à une seringue par des tubes PE50. Un bolus de 0.5 ml de contraste a été infusé dans la vessie jusqu’à ce qu’un événement de miction se produise. Le diamètre urétral a été déterminé à la pointe de la fenêtre d’échantillon de vitesse de Doppler pendant le premier événement de vidage. La vitesse a été mesurée pour chaque événement ultérieur donnant un débit. En conclusion, l’ultrason à haute fréquence s’est avéré être une méthode efficace pour évaluer les mesures de la vessie et de l’urétral pendant la fonction urinaire chez la souris. Cette technique peut être utile dans l’évaluation de nouvelles thérapies pour BPH/LUTS dans un cadre expérimental.
Introduction
L’hyperplasie prostatique bénigne (HBP) est une maladie qui se développe chez les hommes à mesure qu’ils vieillissent et touche près de 90 % des hommes de plus de 80 ans1,2. Bien que le développement de l’HBP soit généralement associé au vieillissement, d’autres facteurs, y compris l’obésité et le syndrome métabolique, peuvent mener à l’HBP chez les hommes relativement plus jeunes3,4. Beaucoup d’hommes avec BPH développent des symptômes inférieurs d’appareil urinaire (LUTS) qui diminuent de manière significative leur qualité de vie, et quelques complications d’expérience qui peuvent inclure le saignement, l’infection, l’obstruction de sortie de réservoir souple (BOO), les pierres de réservoir souple, et l’échec rénal. Le coût du traitement de l’HBP dépasse 4 milliards de dollars par an5,6,7. Le diagnostic de LUTS provoqué par BPH repose généralement sur l’utilisation de l’indice de symptôme d’AUA (AUASI) score, uroflowmetry, et évaluation de la taille de prostate8. L’étiologie de BPH/LUTS est complexe et multifactorielle, et le développement et la progression de la maladie ont été associés à l’hyperplasie prostatique (prolifération de prostate), à la contractilité lisse de muscle, et à la fibrose. Les traitements actuels comprennent l’utilisation de bloqueurs adrénergiques pour réguler le tonus musculaire lisse dans la vessie et la prostate afin d’alléger les inhibiteurs du LUTS et/ou de la réductase de 5 ans pour diminuer le métabolisme des androgènes et la taille de la prostate. De meilleurs modèles de maladie, murine et autres, pour permettre l’étude précise des effetsdes facteurs causatifs et thérapeutiques variés dans ce processus de maladie au fil du temps est fortement souhaitable 9.
Les modèles de rongeurs ont été largement utilisés pour étudier l’urodynamique; cependant, la plupart des études sont axées sur la micturition féminine et la maladie10. Afin d’examiner pleinement tous les aspects de LUTS mâle, des modèles de rongeurs ont été développés et utilisés pour étudier différents aspects de l’HBP, y compris les changements dans la prolifération cellulaire, la fonction musculaire lisse, dépôt de collagène, et l’inflammation11, 12 Ans, états-unis , 13 (en) , 14. Cependant, l’anatomie de prostate de rongeur et humaine diffèrent. Tandis que la prostate humaine est compacte et enfermée par une couche fibromusculaire condensée, la prostate de rongeur est lobulaire ; et ces différences compliquent les comparaisons directes de la progression de la maladie et de l’efficacité du traitement. En outre, les LUTS sont difficiles à évaluer chez la souris, car il n’est pas possible de mesurer directement la tracasme. Au lieu de cela, les méthodes actuelles pour étudier la maladie corrèlent les caractéristiques histologiques avec des dispositifs physiologiques (c.-à-d., volume de réservoir souple et épaisseur de mur avec uroflowmetry, essais de tache vide, et données de point de terminaison de cystométrie) qui comparent le niveau des données urinaires dysfonctionnement entre le modèle BPH et les animaux témoins12,15,16,17,18. Les caractéristiques physiologiques sont fréquemment évaluées comme des critères d’autopsie post-mortem, et il y a une incapacité au sein d’un même animal d’observer BOO à travers le temps. Récemment, nous avons identifié une subdivision de l’urètre pelvien (l’urètre prostatique) où les implants exogènes d’hormone causent un rétrécissement basé sur des évaluations post mortem d’autopsie12. Les méthodes actuelles ne permettent pas l’évaluation directe et in vivo du rétrécissement urétral pendant l’annulation.
L’échographie est une technique de diagnostic et d’évaluation non invasive qui a été utilisée avec succès dans d’autres modèles de maladies. Il est utilisé pour quantifier le volume des organes et évaluer le flux vasculaire19,20,21. L’échographie est également utilisée pour visualiser et guider les microinjections, permettant des injections ciblées de cellules souches ou d’autres médicaments, et pour évaluer la fonction cardiaque systolique et diastolique.
Ce protocole décrit l’utilisation de l’ultrason à haute fréquence pour évaluer l’anatomie inférieure des voies urinaires et évaluer la physiologie urinaire chez les souris anesthésiés. Nous décrivons l’utilisation de l’ultrason pour mesurer le volume de la vessie et l’épaisseur de la paroi. Nous décrivons également l’utilisation de l’ultrason contrast-amélioré pour mesurer la vitesse d’urine, le volume d’urine, la durée de vide, et le diamètre d’urètre. L’utilisation de l’échographie fournit une compréhension plus complète des voies urinaires inférieures in vivo, détermine comment la maladie modifie la fonction normale d’annulation, et nous donne les outils pour mieux évaluer l’efficacité de nouvelles options thérapeutiques. À l’heure actuelle, le protocole d’imagerie sans contraste n’est pas terminal, tandis que le protocole d’imagerie actuel amélioré par contraste est une procédure terminale.
Protocol
Representative Results
Discussion
Les techniques actuelles d’évaluation des voies urinaires inférieures des rongeurs sont limitées par leur capacité à corréler directement les changements dans la physiologie de l’annulation avec les changements dans l’histologie prostatique qui résulte de la progression de la maladie. Les essais de tache de vide et l’uroflowmetry peuvent être employés pour évaluer des événements spontanés de miction chez les rongeurs, et ces techniques peuvent être employées pour évaluer des changements sur une période d…
Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Nous tenons à remercier Emily Ricke, Kristen Uchtmann et le laboratoire Ricke pour leur aide dans l’élevage et leurs commentaires sur ce manuscrit. Nous tenons à remercier le NIDDK et le NIEHS pour leur soutien financier à ces études : U54 DK104310 (WAR, JAM, PCM, CMV, DEB), R01 ES001332 (WAR, CMV), K12 DK100022 (TTL, AR-A, DH). Le contenu est la seule responsabilité des auteurs et ne représente pas les vues officielles des NIH.
Materials
| 21mm Clear Tubing | Supera Anesthesia Innov | 301-150 | |
| 27 gauge needle | BD | Z192376 | |
| 4 port Manifold | Supera Anesthesia Innov | RES536 | |
| DEFINITY | Lantheus Medical Imaging | DE4 | |
| F/AIR Canister | Supera Anesthesia Innov | 80120 | |
| Graefe forceps (Serrated, Straight) | F.S.T. | 11050-10 | |
| Inlet/Outlet Fittings | Supera Anesthesia Innov | VAP203/4 | |
| Isoflurane | Midwest Vet Supply | 193.33161.3 | |
| Isoflurane Vaporizer | Supera Anesthesia Innov | VAP3000 | |
| MV707 probe | Fujifilm VisualSonics Inc | ||
| Oxygen Flowmeter | Supera Anesthesia Innov | OXY660 | |
| Polyethylene 50 tubing | BD | 427516 | |
| Pressure Reg/Gauge | Supera Anesthesia Innov | OXY508 | |
| Rebreathing Circuits | Supera Anesthesia Innov | CIR529 | |
| Small Mice Nose Cone | Supera Anesthesia Inov | ACC526 | |
| Sterile saline | Midwest Vet Supply | 193.74504.3 | NaCl 0.9%, Injectable |
| Straight Sharp/Blunt Scissors | Fine Scientific Tools (F.S.T) | 14054-13 | |
| Syringe | BD | 309646 | 5mL |
| Vevo 770 | Fujifilm VisualSonics Inc | ||
| VIALMIX | Lantheus Medical Imaging | VMIX |
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