Transuterin føtal tracheal okklusion model i mus
Summary
Forskellige dyremodeller af medfødt membran brok og føtal tracheal okklusion udgør fordele og ulemper med hensyn til etiske spørgsmål, omkostninger, kirurgiske vanskeligheder, størrelse, overlevelsesrater og tilgængelighed af genetiske værktøjer. Denne model giver et nyt værktøj til at studere virkningen af både tracheal okklusion og øget luminal pres på lungeudvikling.
Abstract
Føtal tracheal okklusion (TO), en etableret behandling modalitet, fremmer fosterets lungevækst og overlevelse i svær medfødt membran brok (CDH). Efter TO øger fastholdelsen af den udskillede epitelvæske det luminale tryk og fremkalder lungevækst. Forskellige dyremodeller er blevet defineret for at forstå patofysiologien af CDH og TO. Alle har deres egne fordele og ulemper såsom teknikkens sværhedsgrad, dyrets størrelse, omkostninger, høje dødelighed og tilgængeligheden af genetiske værktøjer. Heri beskrives en ny transuterin model af murine føtal TO. Gravide mus blev bedøvet, og livmoderen udsat via en midline laparotomi. Luftrøret af udvalgte fostre blev ligated med en enkelt transuterin sutur placeret bag luftrøret, en halspulsåre, og en halspulsåre. Dæmningen blev lukket og fik lov til at komme sig. Fostre blev indsamlet lige før fødsel. Forholdet mellem lunge og kropsvægt i TO fostre var højere end hos kontrolfostre. Denne model giver forskere et nyt værktøj til at studere virkningen af både TO og øget luminalt pres på lungeudvikling.
Introduction
Medfødt membran brok (CDH) forekommer i 1:2500 graviditeter og resulterer i lungehyperplasi og neonatal pulmonal hypertension1,2,3,4,5,6. Føtal tracheal okklusion (TO) er en etableret prænatal behandling hos alvorlige CDH-patienter, der involverer fetoskopi i den 26-30th svangerskabsuge, hvor en ballon er placeret lige over carinaen og derefter fjernet i 32nd svangerskabsuge. Denne midlertidige TO fremkalder fostrets lungevækst og forbedrer overlevelsen. Medfødt High Airway Obstruktion Syndrom er en dødelig tilstand forbundet med lungehyperplasi, som inspirerede kirurger til at udføre kunstig okklusion af luftrøret for at fremme tilbageholdelsen af den udskillede epitelvæske. Denne okklusion øgede det luminale tryk og inducerede lungevækst7. Okklusionen bør dog vendes for at muliggøre epitelcellemodning.
Forskellige dyremodeller af CDH og TO – får, kanin, rotte og mus – er udviklet til at forstå patofysiologien af CDH og TO. Alle har deres egne fordele og ulemper såsom teknikkens sværhedsgrad, dyrets størrelse, omkostninger, høje dødelighed og tilgængeligheden af genetiske værktøjer. Selvom den kirurgiske teknik, der anvendes til fåremodellen, ligner meget den, der anvendes hos mennesker og kan vendes, er de største ulemper ved denne model bekostning af dyret, den lange svangerskabsperiode og det begrænsede antal mulige operationer. Kaninmodellen har en kortere svangerskabsperiode og er billigere end fåremodellen. Kaninmodellen er dog irreversibel8,9. Murinmodellen har de laveste omkostninger, det højeste antal fostre pr. graviditet, det bedst karakteriserede genom og bredt tilgængelige værktøjer til cellulære og molekylære analyser. En væsentlig ulempe er imidlertid den manglende reversibilitet af to-aftalen, hvilket forhindrer fuld forståelse af to-to-to’s virkninger. Heri præsenteres en metode, der kombinerer alle fordelene ved de tidligere nævnte modeller og skaber en let, potentielt reversibel og minimalt invasiv gnaver TO-model.
Protocol
Representative Results
Discussion
Denne metode beskriver en kirurgisk procedure for føtal tracheal okklusion hos mus og dens indvirkning på lungeudvikling. Der er nogle kritiske trin i protokollen, der skal udføres omhyggeligt for at få succes med to. Varmen fra den platform, hvor operationen finder sted, og saltvandet, der indføres i peritonealhulen, er afgørende for graviditetens progression. Derudover skal der påføres et lille tryk på hvalpenes hoved for at sikre eksponering af nakken.
En 6,0 polypropylen sutur er …
Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Denne forskning modtog ikke noget specifikt tilskud fra finansieringsorganer i den offentlige, kommercielle eller almennyttige sektor. Alle forfattere har ydet betydelige bidrag til udformningen og udformningen af undersøgelsen, erhvervelsen, analysen og fortolkningen af data, udarbejdelsen af artiklen og revisionen af den for vigtigt intellektuelt indhold og endelig godkendelse af den version, der skal indsendes. Forfatterne takker Can Sabuncuoğlu for hans venlige indsats på produktionen af illustrationen af den kirurgiske teknik.
Materials
| Buprenorphine | Par Pharmaceutical | NDC 42023-179-05 | For regional anesthesia |
| Isoflurane | Halocarbon Life Sciences | NDC 66794-017-25 | For general anesthesia |
| Magnification glasses | USA Medical-Surgical | SLR-250LBLK | At least 2.5x |
| Nikon 90i microscope | Nikon | 3417 | Motorized Fluorescence |
| Nucleospin Tissue Kit | Macherey-Nagel, Düren, Germany | 740952.5 | DNA isolation |
| Pierce BCA Protein Assay Kit | Thermo Fisher, IL, USA | 23225 | Protein quantification |
| Polyglactin suture | Ethicon | VCP451H | 4-0, 24 mm, cutting |
| Polylysine slides | VWR | 48382-117 | Microscope adhesion slides |
| Polypropylene suture | Ethicon | Y432H | 6-0, 13 mm 1/2c Taperpoint |
| RIPA buffer | Sigma-Aldrich, Missouri, USA | R0278-50ml | Protein isolation |
| Silk suture | Ethicon | VCP682G | 4-0, 24 mm, cutting |
| Trizol | Invitrogen | 15596026 | RNA isolation |
References
- Wright, N. J. Global PaedSurg Research Collaboration. Management and outcomes of gastrointestinal congenital anomalies in low, middle and high income countries: protocol for a multicentre, international, prospective cohort study. BMJ Open. 9, 030452 (2019).
- Aydin, E. Current approach for prenatally diagnosed congenital anomalies that requires surgery. Turkish Clinics Journal of Gynecology and Obstetrics. 27, 193-199 (2016).
- Nolan, H., et al. Hemorrhage after on-ECMO repair of CDH is equivalent for muscle flap and prosthetic patch. Journal of Pediatric Surgery. 54 (10), 2044-2047 (2019).
- Aydin, E., et al. Congenital diaphragmatic hernia: the good, the bad, and the tough. Pediatric Surgery International. 35 (3), 303-313 (2019).
- Aydın, E., Özler, O., Burns, P., Lim, F. Y., Peiró, J. L. Left congenital diaphragmatic hernia-associated musculoskeletal deformities. Pediatric Surgery International. 35 (11), 1265-1270 (2019).
- Aydın, E., et al. When primary repair is not enough: a comparison of synthetic patch and muscle flap closure in congenital diaphragmatic hernia. Pediatric Surgery International. 36 (4), 485-491 (2020).
- Wilson, M., Difiore, J. W., Peters, C. A. Experimental fetal tracheal ligation prevents the pulmonary hypoplasia associated with fetal nephrectomy: Possible application for congenital diaphragmatic hernia. Journal of Pediatric Surgery. 28 (11), 1433-1440 (1993).
- Mudri, M., et al. The effects of tracheal occlusion on Wnt signaling in a rabbit model of congenital diaphragmatic hernia. Journal of Pediatric Surgery. 54 (5), 937-944 (2019).
- Khan, P. A., Cloutier, M., Piedboeuf, B. Tracheal occlusion: a review of obstructing fetal lungs to make them grow and mature. American Journal of Medical Genetics. Part C, Seminars in Medical Genetics. 145 (2), 125-138 (2007).
- Chomczynski, P. A reagent for the single-step simultaneous isolation of RNA, DNA and proteins from cell and tissue samples. Biotechniques. 15 (3), 532-537 (1993).
- Beurskens, N., Klaassens, M., Rottier, R., De Klein, A., Tibboel, D. Linking animal models to human congenital diaphragmatic hernia. Birth Defects Research Part A: Clinical and Molecular Teratology. 79 (8), 565-572 (2007).
- Varisco, B. M., et al. Excessive reversal of epidermal growth factor receptor and ephrin signaling following tracheal occlusion in rabbit model of congenital diaphragmatic hernia. Molecular Medicine. 22, 398-411 (2016).
