Murine cervikale aorta transplantation model ved hjælp af en modificeret ikke-sutur manchet teknik
Summary
Her præsenterer vi en protokol af heterotop aorta transplantation i mus ved hjælp af ikke-sutur manchet teknik i en cervikal murine model. Denne model kan bruges til at studere den underliggende patologi af kronisk allograft vasculopati (CAV) og kan hjælpe med at evaluere nye terapeutiske agenser for at forhindre dannelsen.
Abstract
Med introduktionen af kraftige immunosuppressive protokoller er der mulighed for markante fremskridt i forebyggelsen og behandlingen af akutte afstødningsepisoder. Der kunne imidlertid kun observeres mindre forbedringer i de langsigtede resultater af transplanterede solide organer i de seneste årtier. I denne sammenhæng udgør kronisk allograft vasculopati (CAV) stadig den førende årsag til forsinket organsvigt i hjerte-, nyre-og lungetransplantation.
Indtil videre er den underliggende patogenese af CAV-udviklingen fortsat uklar og forklarer, hvorfor effektive behandlingsstrategier i øjeblikket mangler, og understreger behovet for relevante forsøgsmodeller for at studere den underliggende Patofysiologi, der fører til CAV-dannelse. Følgende protokol beskriver en murine heterotop cervikale aorta transplantation model ved hjælp af en modificeret ikke-sutur manchet teknik. I denne teknik er et segment af thorax aorta interpositioneret i den rigtige fælles carotis arterier. Med brugen af ikke-sutur manchet teknik, en let at lære og reproducerbare model kan etableres, minimere den mulige heterogenitet af suturerede vaskulære mikro anastomoses.
Introduction
I løbet af de seneste seks årtier har solid organtransplantation udviklet sig fra en eksperimentel procedure til en standard for behandling af slutstadiet organsvigt1. På grund af forbedringen af antimikrobielle stoffer, kirurgiske teknikker og avancement i Immunsuppressive regimenter, den tidlige succesrate af solid organtransplantation er steget betydeligt i løbet af de seneste årtier2.
Men, langvarig transplantat overlevelsesrater er ikke væsentligt forbedret på samme måde3. Udviklingen af CAV er den vigtigste faktor, der begrænser langsigtet overlevelse4,5,6. Denne patologi er karakteriseret ved dannelsen af en koncentrisk neointimal lag bestående af glatte muskelceller, fører til progressiv indsnævring af fartøjet og på hinanden følgende malperfusion af det transplanterede solide organ. Hos hjerte transplantations modtagere kan der diagnosticeres CAV-læsioner hos op til 75% af patienterne 3 år efter transplantation7.
Den Patofysiologi af CAV er ikke fuldt forstået endnu. Det synes at være relateret til talrige immunologiske og ikke-immunologiske faktorer, fører til endotelskade med efterfølgende endotelal aktivering og dysfunktion8. Indtil videre findes der ingen kausal behandlingsmulighed for forebyggelse af CAV, idet det understreges, at der er behov for en reproducerbar smådyremodel for at studere CAV-dannelse og potentiel behandling.
Ved brug af murine aorta transplantations modeller kan CAV-lignende læsioner ses 4 uger efter transplantation. Disse læsioner består hovedsageligt af vaskulære glatte muskelceller, derved ligner den menneskelige patologi. På grund af en bred vifte af transgene og knock out mus, brugen af musemodeller i transplantations associerede patologier giver en unik mulighed for at identificere nye terapeutiske muligheder og forstå deres udvikling. På grund af den lille diameter af de transplanterede fartøjer dog, brugen af musemodeller er ofte forbundet med lange indlæringskurver og en indledende høj komplikation sats9. Med indførelsen af den ikke-sutur manchet teknik, kan denne mest udfordrende del af operationen lettes og diameteren af anastomose holdes konstant10,11.
Protocol
Representative Results
Discussion
Kronisk allograft vasculopati er den vigtigste årsag til forsinket transplantat tab efter solid organtransplantation af hjertet og sandsynlige nyre-og lunge allotransplantater8. Hidtil kan der ikke udvikles noget kausal terapeutisk regime for at forhindre dannelsen af CAV.
Den Patofysiologi af CAV er multifaktorisk og omfatter immunologiske og ikke-immunologiske aspekter16. Brugen af gnaver modeller til transplantation har været afgørende for …
Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Ingen.
Materials
| Balb-c Mice (H2-d) | Charles River | Strain# 028 | Donor animal |
| Bipolar cautery system | ERBE | ICC 50 / 20195-023 | Bipolar cautery |
| C57BL/6J (H-2b) | Charles River | Strain# 027 | Recipient animal |
| Halsey Needle Holders | FST | 12501-12 | Needle Holder |
| Halsted-Mosquito Forceps | AESCULAP | BH111R | Curved Clamp |
| Medical Polyimide Tubing | Nordson MEDICAL | 141-0031 | Cuff-Material |
| Micro Serrefines | FST | 18055-04 | Micro Vessel Clip |
| Micro-Adson Forceps (serrated) | FST | 11018-12 | Standard Forceps |
| Micro-Serrefine Clamp Applying Forceps | FST | 18057-14 | Clipapplicator |
| S&T Forceps – SuperGrip Tips (Angled 45°) | S&T | 00649-11 | Fine Forceps |
| S&T Vessel Dilating Forceps – Angled 10° (Tip diameter 0.2 mm) | S&T | 00125-11 | Vesseldilatator |
| Schott VisiLED Set | Schott | MC 1500 / S80-55 | Light |
| Stereoscopic microscope | ZEISS | SteREO Discovery.V8 | Microscope |
| Student Fine Scissors / Surgical Scissors – Sharp-Blunt | FST | 91460-11 / 14001-12 | Standard Sissors |
| Vannas-Tübingen Spring Scissors (curved, 8.5 cm) | FST | 15004-08 | Microsissors (curved) |
| Vannas-Tübingen Spring Scissors (straight, 8.5 cm) | FST | 15003-08 | Microsissors (straight) |
References
- Rana, A., et al. Survival benefit of solid-organ transplant in the United States. JAMA Surgery. 150 (3), 252-259 (2015).
- Rana, A., Godfrey, E. L. Outcomes in Solid-Organ Transplantation: Success and Stagnation. Texas Heart Institute Journal. 46 (1), 75-76 (2019).
- Meier-Kriesche, H. U., Schold, J. D., Srinivas, T. R., Kaplan, B. Lack of improvement in renal allograft survival despite a marked decrease in acute rejection rates over the most recent era. American Journal of Transplantation. 4 (3), 378-383 (2004).
- Bagnasco, S. M., Kraus, E. S. Intimal arteritis in renal allografts: new takes on an old lesion. Current Opinion in Organ Transplantation. 20 (3), 343-347 (2015).
- Hollis, I. B., Reed, B. N., Moranville, M. P. Medication management of cardiac allograft vasculopathy after heart transplantation. Pharmacotherapy. 35 (5), 489-501 (2015).
- Verleden, G. M., Raghu, G., Meyer, K. C., Glanville, A. R., Corris, P. A new classification system for chronic lung allograft dysfunction. The Journal of Heart and Lung Transplantation. 33 (2), 127-133 (2014).
- Ramzy, D., et al. Cardiac allograft vasculopathy: a review. Canadian Journal of Surgery. 48 (4), 319-327 (2005).
- Skoric, B., et al. Cardiac allograft vasculopathy: diagnosis, therapy, and prognosis. Croatian Medical Journal. 55 (6), 562-576 (2014).
- Koulack, J., et al. Development of a mouse aortic transplant model of chronic rejection. Microsurgery. 16 (2), 110-113 (1995).
- Rowinska, Z., et al. Using the Sleeve Technique in a Mouse Model of Aortic Transplantation – An Instructional Video. Journal of Visualized Experiments. (128), (2017).
- Dietrich, H., et al. Mouse model of transplant arteriosclerosis: role of intercellular adhesion molecule-1. Arteriosclerosis, Thrombosis, and Vascular Biology. 20 (2), 343-352 (2000).
- Mähler Convenor, M., et al. FELASA recommendations for the health monitoring of mouse, rat, hamster, guinea pig and rabbit colonies in breeding and experimental units. Laboratory Animals. 48 (3), 178-192 (2014).
- Ollinger, R., et al. Blockade of p38 MAPK inhibits chronic allograft vasculopathy. Transplantation. 85 (2), 293-297 (2008).
- Thomas, M. N., et al. SDF-1/CXCR4/CXCR7 is pivotal for vascular smooth muscle cell proliferation and chronic allograft vasculopathy. Transplant International. 28 (12), 1426-1435 (2015).
- Ollinger, R., et al. Bilirubin: a natural inhibitor of vascular smooth muscle cell proliferation. Circulation. 112 (7), 1030-1039 (2005).
- Segura, A. M., Buja, L. M. Cardiac allograft vasculopathy: a complex multifactorial sequela of heart transplantation. Texas Heart Institute Journal. 40 (4), 400-402 (2013).
- McDaid, J., Scott, C. J., Kissenpfennig, A., Chen, H., Martins, P. N. The utility of animal models in developing immunosuppressive agents. European Journal of Pharmacology. 759, 295-302 (2015).
- Shi, C., Russell, M. E., Bianchi, C., Newell, J. B., Haber, E. Murine model of accelerated transplant arteriosclerosis. Circulation Research. 75 (2), 199-207 (1994).
- Koulack, J., et al. Importance of minor histocompatibility antigens in the development of allograft arteriosclerosis. Clinical Immunology and Immunopathology. 80 (3 Pt 1), 273-277 (1996).
- Maglione, M., et al. A novel technique for heterotopic vascularized pancreas transplantation in mice to assess ischemia reperfusion injury and graft pancreatitis. Surgery. 141 (5), 682-689 (2007).
- Oberhuber, R., et al. Murine cervical heart transplantation model using a modified cuff technique. Journal of Visualized Experiments. (92), e50753 (2014).
- Nakao, A., Ogino, Y., Tahara, K., Uchida, H., Kobayashi, E. Orthotopic intestinal transplantation using the cuff method in rats: a histopathological evaluation of the anastomosis. Microsurgery. 21 (1), 12-15 (2001).
