Otimização da Técnica de Manguito para Transplante de Coração de Murine
Summary
Introduzimos uma abordagem interna do tubo da técnica de manguito para transplante de coração heterotópico cervical do rato para ajudar a everter o vaso sobre a braçadeira. Descobrimos que a cooperação entre dois cirurgiões experientes diminui significativamente o tempo de operação.
Abstract
O transplante cardíaco de Murine é realizado há mais de 40 anos. Com os avanços na microcirurgia, algumas novas técnicas têm sido usadas para melhorar a eficiência cirúrgica. Em nosso laboratório, otimizamos a técnica da braçadeira com dois passos principais. Primeiro, utilizamos a técnica do tubo interno para inserir um tubo interno temporário na veia jugular externa e no vaso sanguíneo da artéria carótida para facilitar a eversão do vaso sobre a braçadeira. Em segundo lugar, realizamos transplante cardíaco heterotópico completo através da colaboração de dois cirurgiões experientes. Essas modificações efetivamente reduziram o tempo de operação para 25 minutos, com uma taxa de sucesso de 95%. Neste relatório, descrevemos esses procedimentos em detalhes e fornecemos um vídeo suplementar. Acreditamos que este relatório sobre a técnica aprimorada da braçadeira oferecerá orientação prática para transplante de coração heterotópico murine e aumentará a utilidade deste modelo de camundongos para pesquisa básica.
Introduction
O estabelecimento de transplante de coração heterotópico de camundongos por meio de anastomose de ponta a ponta no abdômen em 1973 foi um marco importante na pesquisa básica de imunologia de transplante1. Este modelo forneceu uma ferramenta importante e válida para a análise dos mecanismos de isquemia de reperfusãolesão 2,rejeição imunológica e tolerância3,4. No entanto, a natureza complexa e demorada da cirurgia, bem como o potencial de infecções podem resultar em aderências abdominais perioperatórias graves e reações inflamatórias, resultando em baixa eficiência para o modelo heterotópico de transplante cardíaco.
A técnica de transplante de coração heterotópico cervical foi descrita pela primeira vez por Chen em 19915. Neste modelo, a veia jugular externa do receptor é anastomosada à artéria pulmonar do enxerto e a artéria carótida é anastomosada à aorta ascendente. As principais vantagens desse método são a conveniência de monitorar e reduzir o trauma ao receptor. No mesmo ano, Matsuura descreveu uma técnica melhorada, na qual a extremidade da veia jugular externa e da artéria carótida foram sempre sempre realizadas sobre um manguito de Teflon e fixadas com uma ligadura de seda circunferencial6. Alguns pesquisadores também fixaram a braçadeira na artéria pulmonar direita no coração doador antes de inserir o manguito na veia jugular externa do receptor7. Até agora, a técnica da braçadeira tem sido amplamente aplicada em vários modelos de transplante de pediculo vascular, incluindo os do pulmão8, fígado9e transplante renal10.
Até o momento, existem várias dificuldades associadas à técnica da braçadeira. Por exemplo, a artéria carótida é difícil de eterncar sobre a braçadeira devido à elasticidade adicional, resultando na inversão do tecido. Assim, uma prática adicional e um dilador microcirúrgico podem ser necessários para completar esta etapa. Além disso, a preparação do vaso cervical pode levar até 25 minutos.
Para resolver esses problemas, introduzimos a técnica do tubo interno, que é baseada na técnica da braçadeira e inclui a fixação da braçadeira na veia jugular externa e na artéria carótida usando um tubo interno para ajudar na eversão da parede do vaso. Além disso, com treinamento simples, a preparação do receptor é reduzida para 15,5 minutos. Esta técnica reduz a complexidade da operação e não requer prática adicional ou o uso de um dilatador vascular. Pode ser aplicado em todas as pesquisas imunológicas de transplante, especialmente para verificar a tolerância imune de terceiros durante a qual o receptor recebe dois arófilos cardíacos, um dentro do abdômen e outro no pescoço11. Também recomendamos a cooperação entre dois cirurgiões qualificados para estabelecer esse modelo, com um cirurgião preparando o animal receptor e o outro colhendo e implantando o coração doador. Tal colaboração pode reduzir o tempo de operação para 25 minutos. Utilizando este procedimento otimizado, estabelecemos modelos de transplante de coração de camundongos síngênicos, aogênicos12,,13,,14,,15,,16,,17,,18,,19e xenogênicos de transplante de coração decamundongos 20.
A justificativa para o desenvolvimento da técnica do tubo interno foi reduzir o tempo de operação para o estabelecimento de um modelo de transplante de coração de camundongos com alta taxa de sucesso. A otimização do modelo de transplante cardíaco cervical facilita a aquisição de altas taxas de sucesso em um curto período de tempo de cirurgia em comparação com a técnica tradicional de sutura e manguito21. Além disso, o modelo de cooperação pode reduzir ainda mais o tempo isquêmico quente do coração doador em comparação com as cirurgias realizadas com um único operador.
Protocol
Representative Results
Discussion
Modelos de transplante de coração de rato são ferramentas importantes para a pesquisa em imunologia de transplante, pois ferramentas e materiais para avaliar os mecanismos imunológicos deste modelo e um grande número de camundongos modificados por genes estão disponíveis. No entanto, desafios técnicos microcirúrgicos, como sutura e eversão de vasos, limitaram seu uso generalizado. No presente estudo, investigamos certos desafios técnicos fundamentais do transplante de coração murino e obtivemos bons resultad…
Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Este trabalho foi apoiado pelo Fujian Provincial Health Education Joint Research Project (WKJ2016-2-20), a National Natural Science Foundation of China (81771271 e 81800664), o Programa Nacional de P&D da China (2018YFA0108304) e o Projeto de Educação e Pesquisa Científica para Professores Jovens e De Meia Idade na Província de Fujian (JAT170714), Fundação de Ciências Naturais da Província de Hunan da China (2019JJ50842) e Huxiang Jovens Talentos da Província de Hunan (2019RS2013).
Materials
| Artery cuff | Self-made | Polyamide tube. diameter: 0.55 mm,length: 1.0 mm | |
| Artery inner tube | Self-made | Polyamide tube. Diameter: 0.28mm | |
| Micro curved forceps | Shanghai Medical Instruments (Group) Ltd., Corp. Surgical Instruments Factory | WA3050 | 1/8 arc, 0.3-mm tip without a hook |
| Micro needle holders | Shanghai Medical Instruments (Group) Ltd., Corp. Surgical Instruments Factory | WA2050 | 0.2-mm tip |
| Micro scissors | Shanghai Medical Instruments (Group) Ltd., Corp. Surgical Instruments Factory | WA1050 | Straight, blade length: 10 mm |
| Micro straight forceps | Shanghai Medical Instruments (Group) Ltd., Corp. Surgical Instruments Factory | WA3060 | 0.15-mm tip without a hook |
| Scanlan Vascu-Statt Bulldog Clamps | Scanlan International Inc | 1001-531 | Clamping pressure 20–25 grams |
| Vein cuff | Self-made | Polyamide tube. diameter: 0.9 mm,length: 1.2 mm | |
| Vein inner tube | Self-made | Polyamide tube. Diameter: 0.6 mm |
References
- Corry, R. J., Winn, H. J., Russell, P. S. Heart transplantation in congenic strains of mice. Transplantation Proceedings. 5 (1), 733-735 (1973).
- Que, W., et al. Prolonged cold ischemia time in mouse heart transplantation using supercooling preservation. Transplantation. , (2019).
- Wang, C. Y., et al. Suppression of murine cardiac allograft arteriopathy by long-term blockade of CD40-CD154 interactions. Circulation. 105 (13), 1609-1614 (2002).
- Hasegawa, T., Visovatti, S. H., Hyman, M. C., Hayasaki, T., Pinsky, D. J. Heterotopic vascularized murine cardiac transplantation to study graft arteriopathy. Nature Protocols. 2 (3), 471-480 (2007).
- Chen, Z. H. A technique of cervical heterotopic heart transplantation in mice. Transplantation. 52 (6), 1099-1101 (1991).
- Matsuura, A., Abe, T., Yasuura, K. Simplified mouse cervical heart transplantation using a cuff technique. Transplantation. 51 (4), 896-898 (1991).
- Wang, Q., Liu, Y., Li, X. K. Simplified technique for heterotopic vascularized cervical heart transplantation in mice. Microsurgery. 25 (1), 76-79 (2005).
- Li, W., et al. Surgical technique for lung retransplantation in the mouse. Journal of Thoracic Disease. 5 (3), 321-325 (2013).
- Kamada, N., Calne, R. Y. A surgical experience with five hundred thirty liver transplants in the rat. Surgery. 93 (1), 64-69 (1983).
- Chen, H., Zhang, Y., Zheng, D., Praseedom, R. K., Dong, J. Orthotopic kidney transplantation in mice: technique using cuff for renal vein anastomosis. PLoS One. 8 (10), 77278 (2013).
- Miller, M. L., et al. Spontaneous restoration of transplantation tolerance after acute rejection. Nature Communications. 6, 7566 (2015).
- Lin, Y., et al. Overexpression of Jagged-1 combined with blockade of CD40 pathway prolongs allograft survival. Immunology and Cell Biology. 93 (2), 213-217 (2015).
- Xie, B., et al. Combined costimulation blockade inhibits accelerated rejection mediated by alloantigen-primed memory T cells in mice. Immunological Investigations. 38 (7), 639-651 (2009).
- Shao, W., et al. Combination of monoclonal antibodies with DST inhibits accelerated rejection mediated by memory T cells to induce long-lived heart allograft acceptance in mice. Immunology Letters. 138 (2), 122-128 (2011).
- Dai, H., et al. Blockade of CD27/CD70 pathway to reduce the generation of memory T cells and markedly prolong the survival of heart allografts in presensitized mice. Transplant Immunology. 24 (4), 195-202 (2011).
- Yan, G., et al. Inhibition of accelerated rejection mediated by alloreactive CD4(+) memory T cells and prolonged allograft survival by arsenic trioxide. Immunological Investigations. 42 (5), 438-454 (2013).
- Yan, G., et al. Inhibiting accelerated rejection mediated by alloreactive CD4(+) memory T cells and prolonging allograft survival by 1alpha,25-dihydroxyvitamin D(3) in nude mice. Immunology Letters. 149 (1-2), 54-61 (2013).
- Lin, Y., et al. Arsenic trioxide is a novel agent for combination therapy to prolong heart allograft survival in allo-primed T cells transferred mice. Transplant Immunology. 25 (4), 194-201 (2011).
- Shao, W., et al. CD44/CD70 blockade and anti-CD154/LFA-1 treatment synergistically suppress accelerated rejection and prolong cardiac allograft survival in mice. Scandinavian Journal of Immunology. 74 (5), 430-437 (2011).
- Li, Y., et al. A highly reproducible cervical cuff technique for rat-to-mouse heterotopic heart xenotransplantation. Xenotransplantation. , (2017).
- Oberhuber, R., et al. Murine cervical heart transplantation model using a modified cuff technique. Journal of Visualized Experiments. (92), e50753 (2014).
- Blanchard, J. M., Pollak, R. Techniques for perfusion and storage of heterotopic heart transplants in mice. Microsurgery. 6 (3), 169-174 (1985).
- Felix, N. J., et al. H2-DMalpha(-/-) mice show the importance of major histocompatibility complex-bound peptide in cardiac allograft rejection. Journal of Experimental Medicine. 192 (1), 31-40 (2000).
- Tomita, Y., et al. Improved technique of heterotopic cervical heart transplantation in mice. Transplantation. 64 (11), 1598-1601 (1997).
- Niimi, M. The technique for heterotopic cardiac transplantation in mice: experience of 3000 operations by one surgeon. Journal of Heart and Lung Transplantation. 20 (10), 1123-1128 (2001).
- Wang, K., Zhang, N., Li, H. Improved technique of mouse heterotopic heart graft retransplantation. Microsurgery. 26 (3), 200-202 (2006).
- Plenter, R. J., Grazia, T. J. Murine heterotopic heart transplant technique. Journal of Visualized Experiments. (89), (2014).
- Ratschiller, T., et al. Heterotopic Cervical Heart Transplantation in Mice. Journal of Visualized Experiments. (102), e52907 (2015).
- Zhou, Y., Gu, X., Xiang, J., Qian, S., Chen, Z. A comparative study on suture versus cuff anastomosis in mouse cervical cardiac transplant. Experimental and Clinical Transplantation. 8 (3), 245-249 (2010).
- Fukunaga, N., Bissoondath, V., Rao, V. Submandibular Gland-preserving Technique for Heterotopic Cervical Heart Transplantation in Mice. Transplantation. 102 (11), 464-465 (2018).
