Summary

Uma técnica cirúrgica modificada para transplante de rim em camundongos

Published: July 22, 2022
doi:

Summary

Este protocolo apresenta uma nova técnica cirúrgica de transplante de rim de camundongos com foco em uma estratégia de anastomose arterial modificada. Uma técnica de sutura vascular, incluindo um método simples e mais seguro de anastomose ureter-bexiga também é apresentada. Essas modificações reduzem o tempo de operação e melhoram a taxa de sucesso do procedimento de transplante renal do camundongo.

Abstract

O transplante de rim em camundongos é um procedimento cirúrgico complicado e desafiador. Há muito poucas publicações demonstrando os principais passos desta operação. Por isso, este artigo introduz a técnica e aponta as ressalvas cirúrgicas associadas a esta operação. Além disso, modificações importantes em relação ao procedimento convencional são demonstradas. Em primeiro lugar, um pedaço da aorta abdominal é cortado e preparado para que as bifurcações proximais da artéria renal, incluindo a artéria ureteral sejam transectadas juntamente com o rim doador em bloco. Isso reduz o risco de necrose ureter e evita o desenvolvimento de uma oclusão do trato urinário. Em segundo lugar, demonstra-se um novo método de anastomose vascular que permite ao operador aumentar ou diminuir flexívelmente o tamanho da anastomose após a reinfusão do transplante renal. Isso evita o desenvolvimento de restrições de vasos e sangramento intraabdominal. Em terceiro lugar, é mostrada uma técnica que possibilite a anastomose do delicado doador e da bexiga receptora que não causa um trauma. A adoção deste protocolo pode reduzir o tempo de operação e reduzir os danos à bexiga do receptor, aumentando significativamente a taxa de sucesso da operação para os camundongos receptores.

Introduction

Desde que Sakowitz et al. desenvolveram modelos de transplante de rim em 1973 pela primeira vez1, provou-se como uma importante ferramenta experimental para estudar os mecanismos de lesão isquêmica de transplante e rejeição aoimune, bem como para o desenvolvimento de novos tratamentos destinados a prolongar a sobrevivência do aléxico e possivelmente para alcançar a tolerância imunológica. No entanto, a técnica cirúrgica tem se mostrado complexa e muito exigente, às vezes tendo complicações como restrições anastomóticas vasculares que levam à insuficiência pré-renal não imunológica2, falha pós-renal causada por isquemia e necrose subsequente do ureter transplantado, restrições da anastomose do ureter transplantado e/ou bexiga de urina do receptor levando a uma interrupção do fluxo urinário. Todas essas são as razões pelas quais o transplante renal em camundongos não foi desenvolvido e, portanto, não é amplamente utilizado. Estabelecer um modelo eficaz e de longo prazo de transplante de rim de camundongos estáveis sem complicações vasculares e do trato urinário ainda tem significado insubstituível para muitos estudos no campo do transplante com foco nas doenças imunológicas renais mediadas, mas também infecciosas3. Além disso, em comparação com outros transplantes de órgãos em modelos murinos como transplante de pulmão, coração e intestinal 4,5, o modelo de transplante de rim de camundongos oferece uma chance de estudar a sobrevivência a longo prazo mesmo no cenário de grande disparidade de antígenos de histocompatibilidade 3,6. Também foi demonstrado que no mesmo cenário de combinações de cepas doador-receptores diferentes transplantes de órgãos, como coração ou rim, são caracterizados por diferentes dinâmicas e inícios de rejeição de alusores3. Além disso, do ponto de vista nefrológico, é um modelo mais adequado para estudar mecanismos de regulação imunológica mediados parênquim no contexto de eventos de rejeição aguda e crônica do que simples experimentos de transplante de pele.

Com base em relatórios anteriores sobre a técnica cirúrgica de transplante de rim em camundongos 3,7,8,9, demonstramos aqui as seguintes melhorias confiáveis que foram aplicadas com sucesso nos últimos 10 anos dentro do nosso grupo 10,11,12: Em primeiro lugar, a artéria ureteral é conservada com segurança à medida que a artéria renal é resseccionada en bloc juntamente com a respectiva parte da aorta abdominal. Em segundo lugar, uma técnica nova, simples e rápida de uma anastomose vascular sem nó em que o ponto final da anastomose não está amarrado com a extremidade da gravata superior como a abordagem tradicional, mas permanece livre. Esta técnica permite aumentar ou diminuir o tamanho da anastomose após a reperfusão renal para evitar a rigidridade do vaso e sangramento intraabdominal. Em terceiro lugar, agulhas de seringa de 21 G e 30 G foram utilizadas como ferramenta auxiliar de orientação de punção para implantar o ureter doador na parede da bexiga do receptor, reduzindo os danos à bexiga do receptor e facilitando a formação de anastomose livre de estritos.

Neste relatório, também comparamos a técnica tradicional e amplamente utilizada com a modificada que está estabelecida em nosso laboratório e não encontrou diferença significativa no grau de atrofia tubular renal e fibrose intersticial de tecido renal. Em estudos anteriores, também comparamos os resultados desta nova técnica com o método convencional em termos de sangramento local, trombose, tempo para a realização da anastomose do vaso e taxa de sobrevivência. Foram encontradas melhorias como reduções significativas de eventos locais de trombose (1,1% versus 6,6%), tempo reduzido para o procedimento de anstomose e sobrevida sintética de enxerto renal altamente reprodutível a longo prazo (95% versus 84% com a abordagem clássica)10.

Protocol

Todos os experimentos em animais foram realizados de acordo com as diretrizes da diretiva 2010/63/UE do Parlamento Europeu sobre proteção de animais usados para fins científicos (Cartão de ética animal: Baixo Ministério da Proteção e Segurança de Drogas da Saxônia, nº 33.9-42502-04-11/0492). Realizar procedimentos utilizando instrumentos cirúrgicos e consumíveis estéreis (autoclaved) e tentar manter a área de operação o mais estéril possível. NOTA: Os camundongos machos C57B…

Representative Results

Quatro semanas após o transplante, tanto a técnica modificada quanto a técnica convencional apresentaram sinais moderados de atrofia tubular renal14,15 quando comparada aos rins contralaterais receptores nativos (Figura 1). O grau de atrofia dos túbulos renais não demonstrou diferença significativa entre as duas técnicas diferentes. A coloração tricrática de Masson Goldner 14,15<sup class=…

Discussion

Embora o modelo de transplante de pele em camundongos seja simples e fácil de realizar para estudar eventos de rejeição aoimune, as técnicas cirúrgicas para investigar mais especificamente as alterações inflamatórias relacionadas ao aoimune após o coração16 e o transplante de rim10 tem se mostrado complexo e muito exigente. Do ponto de vista do nefrologista transplantado, o estabelecimento de um modelo de transplante renal de camundongos estável eficaz e de long…

Divulgations

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Agradecemos à equipe do Dr. Tiantian Bai pela ajuda com a voz, Srta. Mian Pao por sua ajuda na ilustração médica. Este trabalho foi apoiado em parte pela Fundação Alemã de Pesquisa (DFG) para promover colaborações internacionais (HO2581/4-1 para AH) e pela Fundação Nacional de Ciência da China (NSFC; #81760291 para a FJ).

Materials

30G-needles Braun 456300
acepromazine CP Pharma Tranquisol P
Bepanthen eye ointment Haus-Apotheke PZN 01578675
Bonn Micro Forceps FST 11083-07
Box for insulation and oxygen supply device RUSKINN INVIV
C57BL/6J  mice Charles River. Germany no catalog number
Carprofen Zoetis Rimadyl 50 mg/ml
CATHETER-FEP 26G TERUMO Surflo-W
Clip Applicator Forceps Style FST 18057-14
Curved forceps WPI 14114-G
Cutasept skin disinfection VWR BODL980365
Dehydrator DIAPATH Donatello
electrosurgical pen Bovie CHANGE-A-TIP
Embedding machine Wuhan Junjie Electronics Co., Ltd JB-P5
Ethanol Sinopharm Group Chemical Reagent Co. LtD 100092683
Frozen platform Wuhan Junjie Electronics Co., Ltd JB-L5
gauze pads, cotton swabs Lohmann-Rauscher 13353
Glass slide Servicebio G6004
HE dye solution set Servicebio G1003
Heating mat THERMO MAT PRO 30W HTP-30
hemostatic sponge CuraSpon J1276A
heparine-solution Haus-Apotheke PZN 03029820
ice box PETZ No Catalog Number available
Imaging system Nikon Nikon DS-U3
Inhalation anesthesia device GROPPLER BKGM 0616
isoflurane CP Pharma Isofluran CP 1 ml/ml
ketamine Zoetis no catalog numer
Masson dye solution set Servicebio G1006
metamizole WDT no catalog numer
Micro scissors FST 15000-00,15000-10
Micro Serrefine ( Clamp ) Angled / 16 mm FST 18055-06
Microscope Leica LEICAMZ6
Microscope light SCHOTT KL2500LED
Neutral gum SCRC 10004160
Oven Tianjin Laibo Rui Instrument Equipment Co., Ltd GFL-230
Pathology slicer Shanghai Leica Instrument Co., Ltd RM2016
Saline solution (NaCl 0.9 %) Haus-Apotheke PZN 06178437
scissors Peha Instruments 991083/4
Slides Servicebio
small Petri dish Sarstedt 8,33,900
straight forceps WPI 14113-G
surgical tape BSN 4120
Suture Tying Forceps – 10 cm FST 18025-10
Sutures(10-0) Medtronic N2540
Sutures(4-0) ETHILON V4940H
Sutures(7-0) ETHILON 1647H
Syringe (0,3 mL) BD 324826
Syringe (1 mL) BD 320801
Tissue spreader Zhejiang Kehua Instrument Co., Ltd KD-P
Upright optical microscope Nikon Nikon Eclipse E100
xylazine Bayer Rompun
Xylene Sinopharm Group Chemical Reagent Co. LtD 10023418

References

  1. Skoskiewicz, M., Chase, C., Winn, H. J., Russell, P. S. Kidney transplants between mice of graded immunogenetic diversity. Transplantation Proceedings. 5 (1), 721-725 (1973).
  2. Jiang, K., et al. Noninvasive assessment of renal fibrosis with magnetization transfer MR imaging: Validation and evaluation in murine renal artery stenosis. Radiology. 283 (1), 77-86 (2017).
  3. Tse, G. H., et al. Mouse kidney transplantation: Models of allograft rejection. Journal of Visualized Experiments. (92), e52163 (2014).
  4. Okazaki, M., et al. et al.Costimulatory blockade-mediated lung allograft acceptance is abrogated by overexpression of Bcl-2 in the recipient. Transplantation Proceedings. 41 (1), 385-387 (2009).
  5. Chuck, N. C., et al. et al.Ultra-short echo-time magnetic resonance imaging distinguishes ischemia/reperfusion injury from acute rejection in a mouse lung transplantation model. Transplant International. 29 (1), 108-118 (2016).
  6. Zhang, Z., et al. Pattern of liver, kidney, heart, and intestine allograft rejection in different mouse strain combinations. Transplantation. 62 (9), 1267-1272 (1996).
  7. Wang, J., Hockenheimer, S., Bickerstaff, A. A., Hadley, G. A. Murine renal transplantation procedure. Journal of Visualized Experiments. (29), e1150 (2009).
  8. Plenter, R., Jain, S., Ruller, C. M., Nydam, T. L., Jani, A. H. Murine kidney transplant technique. Journal of Visualized Experiments. (104), e52848 (2015).
  9. Plenter, R. J., Jain, S., Nydam, T. L., Jani, A. H. Revised arterial anastomosis for improving murine kidney transplant outcomes. Journal of Investigative Surgery. 28 (4), 208-214 (2015).
  10. Rong, S., Lewis, A. G., Kunter, U., Haller, H., Gueler, F. A knotless technique for kidney transplantation in the mouse. Journal of Transplantation. , 127215 (2012).
  11. Kreimann, K., et al. Ischemia reperfusion injury triggers CXCL13 release and B-cell recruitment after allogenic kidney transplantation. Frontiers in Immunology. 11, 1204 (2020).
  12. Schmidbauer, M., et al. Diffusion-Weighted imaging and mapping of T1 and T2 relaxation time for evaluation of chronic renal allograft rejection in a translational mouse model. Journal of Clinical Medicine. 10 (19), 4318 (2021).
  13. Wu, K., et al. Novel technique for blood circuit reconstruction in mouse heart transplantation model. Microsurgery. 26, 594-598 (2006).
  14. Haas, M. Chronic allograft nephropathy or interstitial fibrosis and tubular atrophy: what is in a name. Current Opinion in Nephrology and Hypertension. 23 (3), 245-250 (2014).
  15. Dang, Z., MacKinnon, A., Marson, L. P., Sethi, T. Tubular atrophy and interstitial fibrosis after renal transplantation is dependent on galectin-3. Transplantation. 93 (5), 477-484 (2012).
  16. Yin, D., et al. Blood circuit reconstruction in an abdominal mouse heart transplantation model. Journal of Visualized Experiments. (172), e62007 (2021).
  17. Zhang, Z., et al. Improved techniques for kidney transplantation in mice. Microsurgery. 16 (2), 103-109 (1995).
  18. Mannon, R. B., et al. Chronic rejection of mouse kidney allografts. Kidney International. 55 (5), 1935-1944 (1999).
  19. Coffman, T., et al. Improved renal function in mouse kidney allografts lacking MHC class I antigens. Journal of Immunology. 151 (1), 425-435 (1993).
  20. Martins, P. N. Learning curve, surgical results and operative complications for kidney transplantation in mice. Microsurgery. 26 (8), 590-593 (2006).

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Citer Cet Article
Yin, D., Fu, J., Chen, R., Shushakova, N., Allabauer, I., Wei, X., Schiffer, M., Dudziak, D., Rong, S., Hoerning, A. A Modified Surgical Technique for Kidney Transplantation in Mice. J. Vis. Exp. (185), e63434, doi:10.3791/63434 (2022).

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