Inducción de la muerte cerebral en ratones que utilizan la monitorización y ventilación de la presión arterial intraarterial a través de la traqueotomía
Summary
Presentamos un modelo murino de inducción de la muerte cerebral con el fin de evaluar la influencia de sus efectos fisiopatológicos en los órganos, así como en injertos consecutivos en el contexto del trasplante de órganos sólidos.
Abstract
Si bien tanto la donación viva como la donación después de la muerte circulatoria proporcionan oportunidades alternativas para el trasplante de órganos, la donación después de la muerte cerebral del donante (BD) sigue representando la principal fuente de trasplantes sólidos. Desafortunadamente, la pérdida irreversible de la función cerebral es conocida por inducir múltiples cambios fisiopatológicos, incluyendo hemodinámicas, así como modificaciones hormonales, finalmente conduce a una respuesta inflamatoria sistémica. Los modelos que permiten una investigación sistemática de estos efectos in vivo son escasos. Presentamos un modelo murino de inducción bd, que podría ayudar a las investigaciones sobre los efectos devastadores de BD en la calidad del aloinjerto. Después de implementar la medición de la presión arterial intraarterial a través de la arteria carótida común y la ventilación confiable a través de una traqueotomía, BD es inducida por el aumento constante de la presión intracraneal utilizando un catéter globo. Cuatro horas después de la inducción de BD, los órganos pueden ser cosechados para análisis o para procedimientos de trasplante posteriores. Nuestra estrategia permite el análisis integral de BD de donantes en un modelo murino, permitiendo así una comprensión profunda de los efectos relacionados con la BD en el trasplante de órganos sólidos y potencialmente allanar el camino para optimizar el preacondicionamiento de órganos.
Introduction
El trasplante es actualmente el único tratamiento curativo para la insuficiencia orgánica terminal. Hasta ahora, los pacientes de muerte cerebral (BD) han sido la principal fuente de donaciones de órganos, aunque la donación y la donación vivas después de la muerte circulatoria son valiosas alternativas1. La BD se define por un coma irreversible (con una causa conocida), la ausencia de reflejos del tallo cerebral y la apnea2. Desafortunadamente, los órganos BD demuestran resultados inferiores en la supervivencia del injerto a largo plazo independientemente del antígeno leucocito humano (HLA)-desajuste y tiempo isquémico frío3. Mientras tanto, se ha realizado una investigación intensiva sobre este factor de riesgo independiente del antígeno, lo que resulta en tres aspectos principales de los cambios fisiopatológicos mediados como consecuencia de BD: hemodinámico, hormonal e inflamatorio4.
Hasta la fecha, los modelos experimentales de BD en roedores se han realizado principalmente utilizando ratas. Con el fin de obtener una mayor comprensión de las consecuencias inmunológicas en los órganos sólidos que siguen a bd, nuestro objetivo era establecer un modelo murino de BD, ya que actualmente sólo los modelos de ratón permiten investigaciones exhaustivas sobre factores genéticos o inmunológicos. En este contexto, el sistema de ratón proporciona una mayor variedad de herramientas analíticas.
El principio de inducción de BD como se describe aquí se basa en un aumento de la presión intracraneal inducido por la inflación de un catéter de globo insertado debajo del cráneo. El aumento de la presión intracraneal imita el mecanismo fisiológico de BD bloqueando la perfusión del cerebro, el ceretulo y el tronco cerebral5,,6. Para garantizar una perfusión suficiente de los órganos periféricos, la medición de la presión arterial es obligatoria durante el procedimiento. El catéter utilizado para este propósito al mismo tiempo sirve para la administración salina con el fin de estabilizar la presión arterial mediante la sustitución de líquidos. Dado que la BD va acompañada de el cese de la respiración espontánea, se debe garantizar una ventilación suficiente. Una manta eléctrica mantiene la temperatura corporal del núcleo fisiológico.
En resumen, este modelo permitirá estudios en profundidad sobre la influencia de la lesión inducida por BD, en la migración de leucocitos7, la activación de los cumplidos8,la lesión por reperfusión isquémica9y otros factores.
Protocol
Representative Results
Discussion
La BD, un factor de riesgo para la calidad del aloinjerto en donantes multiorgánicos, implica una plétora de cambios fisiopatológicos, que sólo pueden evaluarse suficientemente utilizando modelos in vivo. Los cambios hemodinámicos, la tormenta de citoquinas, los cambios hormonales y su impacto final en la calidad y supervivencia del injerto de órganos no se pueden analizar in vitro4. La mayoría del trasplante básico, así como la investigación inmunológica depende de herramientas de diag…
Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
N.a.
Materials
| Arterial catheter (BD Neoflon 26G) | BD | 391349 | |
| Blood Pressure Transducers (APT300) | Harvard Apparatus Inc. | 73-3862 | |
| Fogarty Arterial Embolectomy Catheter N° 3 | Edwards Lifesciences Corporation | 120403F | |
| Forceps | FST | 11271-30 | |
| Homeothermic Blanket Systems with Flexible Probe | Harvard Apparatus Inc. | 55-7020 | |
| Ketansol | Graeub | 6680110 | |
| Micro scissor | FST | 15018-10 | |
| Needle holder | FST | 12060-02 | |
| Prolene 5-0 | Ethicon | 8698H | |
| Pump 11 Elite Infusion Only Single | Harvard Apparatus Inc. | 70-4500 | |
| Scissor | FST | 14075-11 | |
| Stereotactic microscope | Olympus | SZX7 | |
| Transpore Tape | 3M | 1527-1 | |
| Underpads | Molinea.A | 274301 | |
| Ventilator for mice (MiniVent Model 845) | Harvard Apparatus Inc. | 73-0043 | |
| Xylasol | Graeub | 7630109 |
Riferimenti
- Hart, A., et al. OPTN/SRTR 2017 Annual Data Report: Kidney. American Journal of Transplantation. 19 (Suppl 2), 19 (2019).
- The Quality Standards Subcommittee of the American Academy of Neurology. Practice parameters for determining brain death in adults (summary statement). Neurology. 45 (5), 1012-1014 (1995).
- Terasaki, P. I., Cecka, J. M., Gjertson, D. W., Takemoto, S. High survival rates of kidney transplants from spousal and living unrelated donors. New England Journal Medicine. 333 (6), 333-336 (1995).
- Pratschke, J., Neuhaus, P., Tullius, S. G. What can be learned from brain-death models?. Transplant International. 18 (1), 15-21 (2005).
- Wilhelm, M. J., et al. Activation of the heart by donor brain death accelerates acute rejection after transplantation. Circulation. 102 (19), 2426-2433 (2000).
- Pomper, G., et al. Introducing a mouse model of brain death. Journal of Neuroscience Methods. 192 (1), 70-74 (2010).
- Ritschl, P. V., et al. Donor brain death leads to differential immune activation in solid organs but does not accelerate ischaemia-reperfusion injury. Journal of Pathology. 239 (1), 84-96 (2016).
- Atkinson, C., et al. Donor brain death exacerbates complement-dependent ischemia/reperfusion injury in transplanted hearts. Circulation. 127 (12), 1290-1299 (2013).
- Oberhuber, R., et al. Treatment with tetrahydrobiopterin overcomes brain death-associated injury in a murine model of pancreas transplantation. American Journal of Transplantation. 15 (11), 2865-2876 (2015).
- Floerchinger, B., et al. Inflammatory immune responses in a reproducible mouse brain death model. Transplant Immunology. 27 (1), 25-29 (2012).
- Steen, P. A., Milde, J. H., Michenfelder, J. D. No barbiturate protection in a dog model of complete cerebral ischemia. Annals of Neurology. 5 (4), 343-349 (1979).
- Cooper, D. K., Novitzky, D., Wicomb, W. N. The pathophysiological effects of brain death on potential donor organs, with particular reference to the heart. Annals of the Royal College of Surgeons of England. 71 (4), 261-266 (1989).
- Herijgers, P., Leunens, V., Tjandra-Maga, T. B., Mubagwa, K., Flameng, W. Changes in organ perfusion after brain death in the rat and its relation to circulating catecholamines. Transplantation. 62 (3), 330-335 (1996).
