Um modelo de endotoxina de unidade de terapia intensiva reprodutível em ratos
Summary
Aqui, apresentamos um modelo de endotoxina de terapia intensiva reprodutível em ratos.
Abstract
A sepse e o choque séptico continuam sendo a principal causa de morte nas unidades de terapia intensiva. Apesar de melhorias significativas no manejo da sepse, a mortalidade ainda varia entre 20 e 30%. Novas abordagens de tratamento para reduzir a falha multiórgão relacionada à sepse e a morte são urgentemente necessárias. Modelos robustos de animais permitem uma ou múltiplas abordagens de tratamento, bem como para testar seu efeito em parâmetros fisiológicos e moleculares. Neste artigo, é apresentado um modelo animal simples.
Em primeiro lugar, a anestesia geral é induzida em animais com o uso de anestesia volátil ou por anestesia intraperitoneal. Após a colocação de um cateter intravenoso (veia da cauda), traqueostomia e inserção de um cateter intraarterial (artéria traseira), inicia-se a ventilação mecânica. Os valores básicos da pressão arterial média, da saturação do oxigênio arterial e da frequência cardíaca são registrados.
A injeção de lipopólises (1 miligrama/quilograma de peso corporal) dissolvida em soro fisiológico tamponado por fosfato induz uma resposta inflamatória forte e reprodutível através do receptor 4. As correções de fluidos, bem como a aplicação da norepinefrina são realizadas com base em protocolos bem estabelecidos.
O modelo animal apresentado neste artigo é de fácil aprendizado e fortemente orientado para o tratamento clínico da sepse em uma unidade de terapia intensiva com sedação, ventilação mecânica, monitoramento contínuo da pressão arterial e amostragem repetitiva do sangue. Além disso, o modelo é confiável, permitindo dados reprodutíveis com um número limitado de animais de acordo com os princípios 3R (reduzir, substituir, refinar) da pesquisa animal. Embora experimentos com animais em pesquisas de sepse não possam ser facilmente substituídos, medições repetitivas permitem uma redução dos animais e manter animais sépticos anestesiados diminui o sofrimento.
Introduction
A sepse e sua forma mais grave, choque séptico, são síndromes no terreno de uma infecção, resultando em uma reação inflamatória exagerada com a liberação de citocinas, levando a alterações fisiológicas e bioquímicas com defesa imunológica suprimida e resultados fatais 1,2. Essa reação inflamatória desequilibrada resulta em disfunção de órgãos e falência de órgãos em vários órgãos vitais, como pulmão, rim e fígado. Com 37%3, a sepse é um dos motivos mais comuns para o paciente ser internado em uma unidade de terapia intensiva (UTI). A mortalidade por sepse atualmente varia em torno de 20-30%4. O tratamento precoce e eficaz com antibióticos é de extrema importância5. A ressuscitação do fluido e vasopressor precisa ser instalada precocemente, fora isso, o tratamento é puramente favorável6.
A sepse é definida como uma infecção comprovada ou suspeita com bactérias, fungos, vírus ou parasitas, que é acompanhada de disfunção de órgãos. Os critérios de choque séptico são atendidos quando um novo colapso cardiovascular irresponsável apenas ao tratamento de fluidos, e um nível de lactato de mais de 2 milmole/litro está presente2. A falência de órgãos relacionada à sepse pode ocorrer em qualquer órgão, mas é muito comum no sistema cardiovascular, no cérebro, no rim, no fígado e no pulmão. A maioria dos pacientes que sofrem de sepse requer intubação endotraqueal para proteger as vias aéreas do paciente, proteger da aspiração e aplicar ventilação expiratória final positiva com uma alta fração de oxigênio inspirado para prevenir ou superar a hipóxia. Para tolerar um tubo traqueal e ventilação mecânica, os pacientes geralmente requerem sedação.
Endotoxinas, como lipopólises (LPS) como componente da membrana de bactérias gram negativas induzem uma forte reação inflamatória através do receptor de pedágio (TLR)47. A ativação de uma via definida garante uma reação inflamatória estável. Citocinas como citocina induzida pela quimiato 1 (CINC-1), proteína quimiofos de monocito 1 (MCP-1) e interleucina 6 (IL-6) são conhecidas como fatores prognósticos para gravidade e desfecho neste modelo8. A aplicação LPS intravenosa tem sido usada com sucesso para estudar vários aspectos da sepse em ratos 8,9.
O tratamento da sepse ainda é um desafio, principalmente pela falta de modelos preditivos de animais. Se a endotoxemia com ativação da inflamação sistêmica é um modelo adequado para o desenvolvimento de terapias farmacológicas é discutível. No entanto, com o conhecido caminho TLR 4 induzido pelo LPS, importantes conhecimentos podem ser adquiridos.
Protocol
Representative Results
Discussion
O protocolo descrito aqui permite um modelo de sepse altamente reprodutível, mas simples de aprender, que pode ser adaptado de acordo com a questão da pesquisa. Dados in vivo essenciais referentes à função do órgão, como frequência cardíaca, pressão arterial e saturação de oxigênio arterial periférico podem ser coletados continuamente, e a amostragem de sangue pode ser realizada repetidamente durante todo o experimento. Além disso, podem ser instaladas modificações em relação aos protocolos de substitu…
Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Os autores gostariam de agradecer a Beatrice Beck-Schimmer (MD) e Erik Schadde (MD) por seu exame crítico e sua valiosa contribuição para este manuscrito.
Materials
| 2-0 silk sutures | Ethicon, Sommerville, NJ | K833 | Standard surgical |
| 26 intravenous catheter | Becton Dickinson, Franklin Lakes, NJ | 391349 | Standard anesthesia equipment |
| 6-0 LOOK black braided silk | Surgical Specalities Corporation, Wyomissing, PA | SP114 | Standard surgical |
| Alaris Syringe Pump | Bencton Dickinson | ||
| Betadine | Mundipharma, Basel, Switzerland | 7.68034E+12 | GTIN-number |
| Curved fine tips microforceps | World precision instruments (WPI), Sarasota, FL | 504513 | Facilitates vascular preparation |
| Fine tips microforceps | World precision instruments (WPI), Sarasota, FL | 501976 | Tips need to be polished regularly |
| Infinity Delta XL Anesthesia monitoring | Draeger, Lübeck, Germany | ||
| Isoflurane, 250 mL bottles | Attane, Piramal, Mumbai, India | LDNI 22098 | Standard vet. equipment |
| Ketamine (Ketalar) | Pfitzer, New York, NY | ||
| Lipopolysaccharide (LPS) from Escherichia coli, serotype 055:B5 | Sigma, Buchs, Switzerland | ||
| Q-tips small | Carl Roth GmbH, Karlsruhe, Germany | EH11.1 | Standard surgical |
| Ringerfundin | Bbraun, Melsungen, Germany | ||
| Tec-3 Isofluorane Vaporizer | Ohmeda, GE-Healthcare, Chicago, IL | not available anymore | Standard vet. equipment |
| Xylazine (Xylazin Streuli) | Streuli AG, Uznach, Switzerland |
References
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