Transuterine Fetal Tracheal Okklusjonsmodell hos mus
Summary
Ulike dyremodeller av medfødt diafragmatisk brokk og fostertrekk okklusjon presenterer fordeler og ulemper ved etiske problemer, kostnader, kirurgiske vanskeligheter, størrelse, overlevelse og tilgjengelighet av genetiske verktøy. Denne modellen gir et nytt verktøy for å studere effekten av både trakeal okklusjon og økt lystrykk på lungeutvikling.
Abstract
Fosterets trakeale okklusjon (TO), en etablert behandlingsmodalitet, fremmer fosterets lungevekst og overlevelse i alvorlig medfødt diafragmatisk brokk (CDH). Etter TIL øker oppbevaringen av den utskilte epitelvæsken lystrykket og induserer lungevekst. Ulike dyremodeller er definert for å forstå patofysiologien til CDH og TO. Alle har sine egne fordeler og ulemper som teknikkens vanskelighetsgrad, dyrets størrelse, kostnad, høy dødelighet og tilgjengeligheten av genetiske verktøy. Her beskrives en ny transuterinmodell av murinfetisal TO. Gravide mus ble bedøvet, og livmoren eksponert via en midline laparotomi. Luftrøret til utvalgte fostre ble ligatert med en enkelt transuterin sutur plassert bak luftrøret, en halspulsåre og en jugulær vene. Demningen ble stengt og fikk lov til å komme seg. Fostre ble samlet inn like før fødselen. Lunge-til-kroppsvekt-forholdet hos TIL-fostre var høyere enn hos kontrollfostrene. Denne modellen gir forskerne et nytt verktøy for å studere effekten av både TIL og økt lystrykk på lungeutvikling.
Introduction
Medfødt diafragmatisk brokk (CDH) forekommer i 1:2500 svangerskap og resulterer i lunge hypoplasi og neonatal lunge hypertensjon1,2,3,4,5,6. Føtal trakeal okklusjon (TO) er en etablert prenatal behandling hos alvorlige CDH-pasienter som involverer fosterkopi i den 26-30 svangerskapsuken der en ballong plasseres like over karinaen og deretter fjernes i den 32. Denne midlertidige TO induserer fosterets lungevekst og forbedrer overlevelsen. Medfødt high airway obstruksjon syndrom er en dødelig tilstand forbundet med lunge hyperplasi, som inspirerte kirurger til å utføre kunstig okklusjon av luftrøret for å fremme oppbevaring av utskilt epitelvæske. Denne okklusjonen økte lystrykket og induserte lungevekst7. Okklusjonen bør imidlertid reverseres for å muliggjøre epitelcellemodning.
Ulike dyremodeller av CDH og TO – ovine, kanin, rotte og mus – er utviklet for å forstå patofysiologien til CDH og TO. Alle har sine egne fordeler og ulemper som teknikkens vanskelighetsgrad, dyrets størrelse, kostnad, høy dødelighet og tilgjengeligheten av genetiske verktøy. Selv om den kirurgiske teknikken som brukes til eggstokkmodellen er svært lik den som brukes hos mennesker og kan reverseres, er de store ulempene ved denne modellen bekostning av dyret, den lange svangerskapsperioden og det begrensede antall operasjoner mulig. Kaninmodellen har en kortere svangerskapsperiode og er billigere enn sauemodellen. Kaninmodellen er imidlertid irreversibel8,9. Murine-modellen har lavest pris, det høyeste antallet fostre per graviditet, det best karakteriserte genomet og allment tilgjengelige verktøy for cellulære og molekylære analyser. En viktig ulempe er imidlertid mangelen på reversibilitet for TIL, noe som forhindrer full forståelse av virkningen av TIL. Heri presenteres en metode som kombinerer alle fordelene ved de tidligere nevnte modellene og skaper en enkel, potensielt reversibel og minimalt invasiv gnager TIL-modell.
Protocol
Representative Results
Discussion
Denne metoden beskriver en kirurgisk prosedyre for fosterets trakeal okklusjon hos mus og dens innvirkning på lungeutviklingen. Det er noen kritiske trinn i protokollen som bør utføres nøye for vellykket TIL. Varmen i plattformen som operasjonen foregår på og saltvann introdusert i bukhulen er avgjørende for graviditetens progresjon. I tillegg må det påføres et lite trykk på valpens hode for å sikre eksponering av nakken.
En 6,0 polypropylen sutur er den eneste suturen som kan bruk…
Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Denne forskningen mottok ikke noe spesifikt tilskudd fra finansieringsbyråer i offentlig, kommersiell eller ideell sektor. Alle forfattere har gitt betydelige bidrag til oppfatningen og utformingen av studien, oppkjøpet, analysen og tolkningen av data, utarbeidet artikkelen og revidert den for viktig intellektuelt innhold og endelig godkjenning av versjonen som skal sendes inn. Forfatterne takker Can Sabuncuoğlu for hans vennlige innsats for produksjon av kunstverket til den kirurgiske teknikken.
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).
