Een konijn veneuze interposition model nabootsen revascularisatie chirurgie met behulp van ader grafts te beoordelen Intimal Hyperplasie onder arteriële bloeddruk

Summary

Het huidige protocol is gericht op het experimenteel creëren van veneuze intimale hyperplasie door het onderwerpen van aderen aan arteriële bloeddruk voor het ontwikkelen van strategieën om veneuze intimale hyperplasie te verzachten na revascularisatie chirurgie met behulp van adergrafts.

Abstract

Hoewel adertransplantaten zijn vaak gebruikt als autologe grafts in revascularisatie operaties voor ischemische ziekten, de lange termijn patency blijft slecht als gevolg van de versnelling van intimalhyperplasie als gevolg van de blootstelling aan arteriële bloeddruk. Het huidige protocol is ontworpen voor de oprichting van experimentele veneuze intimale hyperplasie door konijnhculaire aderen te interposingen met de ipsilaterale halsslagaders. Het protocol vereist geen chirurgische ingrepen diep in de lichaamsstam en de omvang van de incisie is beperkt, wat minder invasief is voor de dieren, waardoor langdurige observatie na implantatie mogelijk is. Deze eenvoudige procedure stelt onderzoekers in staat om strategieën te onderzoeken om de progressie van intimale hyperplasie van de geïmplanteerde adertransplantaten te verzachten. Met behulp van dit protocol rapporteerden we de effecten transductie van microRNA-145 (miR-145), waarvan bekend is dat het fenotype van vasculaire gladde spiercellen (VSMC’s) van de proliferative naar de contractiele toestand, in geoogste adertransplantaten controleert. We bevestigden de demping van intimale hyperplasie van adertransplantaten door miR-145 te transduceren voordat implantatiechirurgie werd uitgevoerd door de fenotypeverandering van de VSMC’s. Hier rapporteren we een minder invasief experimenteel platform om de strategieën te onderzoeken die kunnen worden gebruikt om intimatale hyperplasie van adertransplantaten in revascularisatieoperaties te verzachten.

Introduction

Het aantal patiënten dat ischemische ziekten ervaart als gevolg van atherosclerose neemt wereldwijd toe¹. Ondanks de huidige vooruitgang in medische en chirurgische therapieën voor hart- en vaatziekten, blijven ischemische hartziekten, zoals hartinfarct, een belangrijke oorzaak van morbiditeit en mortaliteit². Bovendien veroorzaken perifere arteriële ziekten die worden gekenmerkt door verminderde bloedtoevoer naar de ledematen kritische ledemaatischemie, waarbij ongeveer 40% van de patiënten hun benen verliest binnen 6 maanden na de diagnose, en het sterftecijfer tot 20%³.

Revascularisatie operaties, zoals coronaire bypass enting (CABG) en bypass chirurgie voor perifere slagaders, zijn belangrijke therapeutische opties voor ischemische ziekten. Het doel van deze operaties is om een nieuwe bloedweg te bieden om voldoende bloedtoevoer naar de distale site van de stenotic of afgesloten laesies van de atherosclerotische slagaders te bieden. Hoewel in situ arteriële grafts, zoals interne thoracale slagaders voor CABG, de voorkeur hebben als de bypassgrafts vanwege de verwachte langere patency, worden adertransplantaten, zoals autologe saphenous aderen, vaak gebruikt vanwege de hogere toegankelijkheid en beschikbaarheid⁴. Het zwakke punt van de adertransplantaten is de slechte patency rate in vergelijking met die van slagader grafts⁵ als gevolg van versnelde intimalhyperplasie wanneer onderworpen aan arteriële druk, wat leidt tot adertransplantaat ziekte⁶.

Adertransplantatie ziekte ontwikkelt zich door de volgende drie stappen: 1) trombose; 2) intimale hyperplasie; en 3) atherosclerose⁷. Om de adertransplantatie aan te pakken, is er veel fundamenteel onderzoek gedaan⁸. Tot nu toe wordt geen andere farmacologische strategie dan antiplatelet en lipideverlagende therapieën aanbevolen voor secundaire preventie na coronaire of perifere revascularisatieoperaties in recente richtlijnen^9,10,11,12. Om de adertransplantatie te overwinnen, met name intimale hyperplasie, is dus de oprichting van een relevant experimenteel platform voor verdere studies vereist.

Intimal hyperplasie is een adaptief fenomeen dat optreedt in reactie op de verandering in de omgeving, waar vasculaire gladde spiercellen (VSMC’s) zich vermenigvuldigen, accumuleren en extracellulaire matrix in de intima genereren. Bijgevolg presenteert het een basis voor graft atheroma⁷. In de hyperplastische intima, VSMC’s dragen proliferatie, en de productie in plaats van krimp, genoemd “fenotypische verandering”⁸. Het is een belangrijke onderzoeksdoelstelling om het fenotype van de VSMC’s van de adertransplantaten te beheersen om adertransplantatie te voorkomen, en tal van basisstudies zijn uitgevoerd over dit onderwerp⁸. Echter, een gerandomiseerde gecontroleerde klinische studie die gericht was op farmacologische controle van het VSMC fenotype te bereiken toonde beperkte resultaten¹³. Verder zijn er geen gestandaardiseerde therapieën om intimale hyperplasie te voorkomen. Meer fundamenteel onderzoek, met inbegrip van diermodelstudies, is noodzakelijk.

Om onderzoek op dit gebied te bevorderen, is het van cruciaal belang om een diermodel vast te stellen dat adertransplantaten onder arteriële bloeddruk recapituleert, waardoor een langdurige, postoperatieve observatie mogelijk is. Carrel et al. stelden een caninemodel vast voor de implantatie van de externe halsader in de halsslagader¹⁴. Therafter, een verscheidenheid van ader grafts zijn gebruikt om de fysiologische en pathologische effecten van veranderingen in de arteriële bloeddruk te onderzoeken, met inbegrip van de inferieure vena cava geënt in de thoracale of de abdominale aorta, of de saphenous ader engrafted in de dijbeenslagader^15,16,17. Deze modellen werden gebouwd in grotere dieren, zoals varkens of honden, die geschikt zijn voor het nabootsen van een ader transplantatie ziekte in een klinisch geval. Echter, de oprichting van een dier model dat kan worden voorbereid zonder speciale chirurgische technieken en tegen lagere kosten zou ideaal zijn voor onderzoekers proberen om een nieuwe therapeutische strategie voor het verzachten van intimale hyperplasie te ontwikkelen door middel van VSMC fenotype controle in vivo. Aanvankelijk werd de interpositie van de halsader in de halsslagader bij een konijn geïntroduceerd op het gebied van neurochirurgie^18,19. Daarna werd het toegepast op onderzoek naar intimalhyperplasie^20,21. Het oorspronkelijke model bestaat uit veneuze interpositie alleen, waardoor tijd wordt bespaard. Bovendien toonde een latere studie aan dat de voorbereiding van een adertransplantaat ook de intimale hyperplasie²²beïnvloedde. Davies et al. evalueerden het effect van ballonkatheterletsel op de intimale hyperplasie bij een konijnveneuze interpositiemodel^23,24. Hoewel ballonkatheterletsel naast de interpositie van de ader relevanter was voor een klinische instelling, werd ook een reproduceerbaar model gewenst. Jiang et al. onderzochten zo het effect van differentiële stroomomgevingen op intimalhyperplasie en stelden een distale vertakkingsligatieprocedure in als reproduceerbaar model²⁵. Echter, ze gebruikten een manchet techniek op het moment van ader graft interposition die anders lijkt dan met de hand genaaidanastomose in de klinische setting. In het huidige protocol rapporteren we een reproduceerbare, klinisch relevante en breed beschikbare procedure voor de bereiding van een konijnveneuze interpositiemodel om intimalhyperplasie te beoordelen onder arteriële bloeddruk.

Protocol

OPMERKING: Alle chirurgische ingrepen bij dieren moeten worden uitgevoerd in overeenstemming met de Gids voor de verzorging en het gebruik van proefdieren (www.nap.edu/catalog/5140.html) of andere passende ethische richtlijnen. De protocollen moeten door het comité voor dierenwelzijn van de bevoegde instelling worden goedgekeurd voordat deze wordt voortgezet. 1. Bereiding van dieren Koop mannelijke Japanse witte konijnen (of konijnen met een gelijkwaardige lichaamsgrootte) met een g…

Representative Results

Figuur 1A toont een representatief beeld van succesvolle intimalhyperplasie op 2 weken na veneuze interposition chirurgie (bovenste paneel). Het onderste paneel toont de therapeutische effecten van microRNA-145-geladen poly (melkzuur-co-glycolzuur) nanodeeltjes die de intimale hyperplasie (lager paneel) verzwakten. Figuur 1B toont de vergelijking van intimale hyperplasie tussen de controlegroep met behulp van fosfaatgebufferde zoutregeling (PBS), controlemicroRN…

Discussion

Het huidige protocol is ontworpen om een experimenteel platform te bieden om verschillende moleculaire of genetische interventies voor VSMC’s te testen om het fenotype te controleren van het proliferatieve tot de contractiele toestand en vervolgens de progressie van veneuze intimale hyperplasie in vivo te verzachten. Met behulp van dit model hebben we met succes intimalhyperplasie voorbereid op 2 weken na de operatie (figuur 1A) en aangegeven het therapeutische potentieel van microRNA-145 om…

Materials

10% Povidone-iodine solution	Nakakita	872612	Surgical expendables
2-0 VICRYL Plus	Johnson and Johnson	VCP316H	Surgical expendables
4-0 Silk suture	Alfresa pharma	GA04SB	Surgical expendables
8-0 polypropylene suture	Ethicon	8741H	Surgical expendables
Cefazorin sodium	Nichi-Iko Pharmaceutical	6132401D3196	Antibiotics
Fogarty Catheter (2Fr)	Edwards Lifesciences LLC	E-060-2F	Surgical expendables
Heparin	Nipro	873334	Anticoagulant
Intravenous catheter (20G)	Terumo	SR-OT2051C	Surgical expendables
Isoflurane	Fujifilm	095-06573	Anesthesia
Lidocaine hydrochloride	MP Biomedicals	193917	Anesthesia
Pentobarbital sodium	Tokyo Chemical Industry	P0776	Anesthesia