מודל אימונוולוגי עבור הלב הטרוולפית ושריר הלב השתלת תא בחולדות
Summary
אנו מתארים מודל של הטרוהנושא השתלת לב הבטן בחולדות, רומז שינויים של אסטרטגיות נוכחיות, אשר להוביל גישה כירורגית פשוטה. בנוסף, אנו מתארים מודל דחייה הרומן על-ידי הזרקה באוזן של תאים חיוניים שרירי הלב, המאפשר ניתוח נוסף השתלת אימונולוגיים בחולדות.
Abstract
הטרוטופית לב השתלת חולדות כבר מודל נפוץ למחקרים אימונולוגיים שונים עבור יותר מ 50 שנים. מספר שינויים דווחו מאז התיאור הראשון ב 1964. לאחר 30 שנים של ביצוע הטרולפית לב השתלת חולדות, פיתחנו גישה כירורגית פשוטה, אשר ניתן ללמד בקלות ולבצע ללא הכשרה כירורגית נוספת או רקע.
לאחר הניתוח של העורקים העולה ואת עורק הריאות והארכה של זה מעולה ונחותים ורידים ריאתי, הלב התורם הוא נקצרו ולאחר מכן מושם עם תמיסת מלח קר מלוחים בתוספת הפארין. לאחר הלקריש ולצמצם את כלי הבטן של המטופל, התורם עולה העורקים הריאתי ואת עורק הריאות הם מאוהים לאבי העורקים הבטן המטופל והבנה לבנה הנחותה, בהתאמה, באמצעות תפרים ריצה רציפה.
בהתאם שילובים שונים של הנמען התורם, מודל זה מאפשר ניתוח של דחייה חריפה או כרונית של allografts. המשמעות החיסונית של מודל זה משופרת עוד על ידי גישה הרומן של הזרקה באוזן של תאים חיוניים שריר הלב וניתוח הבאים של ניקוז רקמת הלימפה צוואר הרחם.
Introduction
הטרוטופית לב השתלת הוא מודל ניסיוני נפוץ לחקירות שונות לגבי סובלנות השתלת, דחייה כרונית השתלת, reperfusion פציעה, מחשב זלוף או לב שיפוץ. בין היתר, ניתן לנטר את תפקוד השתל באופן בלתי פולשני על ידי מישוש וכישלון השתל אינו מוביל לפגיעה חיונית של המטופל בניגוד לאיברים אחרים, כגון כליות או כבדים.
ב 1964, אבוט ואח ‘ תיאר בתחילה הטרוסקסואלים השתלת לב הבטן בחולדות1. מאוחר יותר, ב-1966, הטכניקה הסופית של האנסטוסים תוארה על ידי Tomita et al.2. היסודות עבור הדגם המשמש כיום דווחו על ידי אונו ולינדזי ב 19693. במהלך העשורים האחרונים, מספר שינויים פורסמו כדי ליצור סוגים שונים של פרוק, טעון באופן חלקי או טעון שמאלי חדרית הלב המוח4כולל הטרוסקסואליםמשולב לב הטרולפית 4,5,6. עבור מנתח אימונולוגיים השתלת שתל הלב שאינו טעון באמצעי האחסון מבוצע בדרך כלל. במקרה זה, זרימת הדם נכנסת למצב של התורם בעלייה העורקים ולאחר מכן את העורקים הכליליים. ניקוז הורידים מתרחש לאורך הסינוס הכלילי לתוך האטריום הימני והחדר (איור 1A-B). לפיכך, החדר השמאלי אינו נכלל בזרימת הדם, מלבד כמויות שוליים של דם מתוך ורידים של טסיאן. זה גם עושה את זה מודל שימושי עבור לימוד מנגנונים pathפיזילוגיים במהלך שמאל חדרית לסייע לטיפול במכשיר7.
השתלת לב הטרולפית בוצעה במינים שונים, כולל עכברים, ארנבים, חזירים והוא אפילו שימש מכשיר סיוע חד או בדיוני בבני אדם8,9,10,11. החולדה עדיין מייצגת בעל חיים ניסיוני פופולרי עבור דגמי השתלה, במיוחד מאז זמני ההישרדות של השתל עבור שילובים שונים של מאמץ חולדה הוגדרו היטב בעבר ומספר רב של ריאגנטים אימונולוגיים נגישים12,13. בניגוד לעכברים, חולדות גדולות יותר לעשות ניתוח וגישה לרקמת הלימפה לניתוח אימונולוגיים יותר12. יתר על כן, המבוא של טכנולוגיות שיבוט מסחרי בחולדות בשנים האחרונות יהיה כנראה להוביל לעניין חוזר במודלים חולדה ניסיוני14.
באופן כללי, הטרולנושא שתלי לב יכול להיות מחובר כלי המטופל או על ידי ביצוע ההשקה צוואר הרחם או הבטן. עם זאת, מספר מחקרים מראים כי השקה הירך מקלה על ניטור משופר עקב גישה טובה יותר עבור מישוש ידני או העברה הירך ובכך מאפשר זיהוי מדויק יותר של כשל השתל15,16.
הוכח כי אין הבדל לגבי זמן פעולה, שיעור סיבוך, התוצאה ואת זמן הישרדות השתל בין שתי טכניקות ההשקה17. ברור, הזמינות של מספר מספיק של בלוטות הלימפה ניקוז חייב להיות מוזכר כיתרון של ההשקה הצווארי; עם זאת, יש צורך בתקופות אימונים ארוכות יותר. לעומת זאת, החיבור הבטן הוא פחות מסובך וחשוב באותה מידה עבור חקירות אימונולוגיים, במיוחד כאשר בשילוב עם תוצאות מתוך שיטה הרומן של הזרקה באוזן של תאי שריר הלב allogenic וlymphadenectomy צוואר הרחם העוקבים. שילוב של שני הדגמים מציע ספקטרום רחב של ניתוחים אימונולוגיים שלאחר התערבותית.
הפרוטוקול הבא מתייחס לפעול בזוגות של מנתחים כדי להפחית את הזמן של איסכמיה. עם זאת, ניתן לבצע את כל הניסויים על ידי אדם אחד. הכיוונון של כלים וחומרים להסבר לב והשרשה מוצג באיור 2A-B.
Protocol
Representative Results
Discussion
השיטה שתוארה קודם לכן השתלת לב הטרופית בחולדות מבוססת בעיקר על התיאור של אונו ולינדזי ב 19693. מאז, הוכנסו מספר שינויים במינים שונים המובילים למגוון רחב של מודל זה. שילוב של כמה שינויים אלה ומציג את הניסיון שלנו כתוצאה מעל 30 שנים של ביצוע של השתלות לב הטרולפית במעבדה, יצרנו גישה כ…
Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
אנחנו רוצים להודות לברטה טראוטפיאה, קורין לבנברט ואינגריד מיידר על המחויבות שלהם.
Materials
| Anesthesia device (including isoflurane vaporizer) | Summit Anesthesia Solutions | No Catalog Number available | |
| Cannula (27 G) | BD Microlance | 302200 | |
| Carprofen | Pfizer | Rimadyl 50 mg/mL | |
| Cellstar Tubes (15 mL) | GreinerBioOne | 188271 | |
| Cell strainer (40 µm) | BD Falcon | 2271680 | |
| Collagenase Type CLSII | Biochrome | C2-22 | |
| Compresses 5×5 cm | Fuhrmann | 31501 | |
| Compresses 7.5×7.5 cm | Fuhrmann | 31505 | |
| Cotton swabs | Heinz Herenz Medizinalbedarf | 1032128 | |
| Dexpathenol (5 %) | Bayer | "Bepanthen" | |
| DPBS BioWhittaker | Lonza | 17-512F | |
| Forceps | B. Braun | Aesculap BD557R | |
| Forceps | B. Braun | Aesculap BD313R | |
| Forceps | B. Braun | Aesculap BD35 | |
| Heating mat | Gaymar Industries | "T/Pump" | |
| Hemostatic gauze | Ethicon | Tabotamp | |
| Heparin-Natrium 25 000 I.E. | Ratiopharm | No Catalog Number available | |
| Isofluran CP | CP-Pharma | No Catalog Number available | |
| Large-pored sieve (stainless steel) | Forschungswerkstätten Hannover Medical School | No Catalog Number available | |
| Lidocaine | Astra Zeneca | 2 % Xylocain | |
| Metamizol-Natrium | Ratiopharma | Novaminsulfon 500 mg/mL | |
| Micro forceps | B. Braun | Aesculap BD3361 | |
| Micro needle holder | Codman, Johnson & Johnson Medical | Codmann 80-2003 | |
| Micro needle holder | B. Braun | Aesculap BD336R | |
| Micro needle holder | B. Braun | Aesculap FD241R | |
| Micro scissors | B. Braun | Aesculap FD101R | |
| Micro scissors | B. Braun | Aesculap FM471R | |
| Needle holder | B. Braun | Aesculap BM221R | |
| Penicillin/Streptomycin/Glutamine (100x) | PAA | P11-010 | |
| Peripheral venous catheter (18 G) | B. Braun | 4268334B | |
| Peripheral venous catheter (22 G) | B. Braun | 4268091B | |
| Probe pointed scissors | B. Braun | Aesculap BC030R | |
| Retractors | Forschungswerkstätten Hannover Medical School | No Catalog Number available | |
| RPMI culture medium | Lonza | BE12-702F | |
| Saline solution (NaCl 0.9 %) | Baxter | No Catalog Number available | |
| Scissors | B. Braun | Aesculap BC414 | |
| Surgical microscope | Carl-Zeiss | OPMI-MDM | |
| Sutures (anastomoses) | Catgut | Mariderm 8-0 monofil | |
| Sutures (ligature) | Resorba | Silk 5-0 polyfil | |
| Sutures (skin, fascia) | Ethicon | Mersilene 3-0 | |
| Syringe (1 mL) | B. Braun | 9166017V | |
| Syringe (10 mL) | B. Braun | 4606108V | |
| Syringe (20 mL) | B. Braun | 4606205V | |
| Vascular clamp | B. Braun | Aesculap FB708R |
Riferimenti
- Abbott, C. P., et al. A Technique for Heart Transplantation In the Rat. Archives of Surgery. 89 (4), 645-652 (1964).
- Tomita, F. Heart homotransplantation in the rat. Sapporo igaku zasshi. The Sapporo Medical Journal. 30 (4), 165-183 (1966).
- Ono, K., Lindsey, E. S. Improved technique of heart transplantation in rats. The Journal of Thoracic and Cardiovascular Surgery. 57 (2), 225-229 (1969).
- Wen, P., et al. A simple technique for a new working heterotopic heart transplantation model in rats. Transplantation Proceedings. 45 (6), 2522-2526 (2013).
- Benke, K., et al. Heterotopic abdominal rat heart transplantation as a model to investigate volume dependency of myocardial remodeling. Transplantation. 101 (3), 498-505 (2017).
- Kearns, M. J., et al. Rat Heterotopic Abdominal Heart/Single-lung Transplantation in a Volume-loaded Configuration. Journal of Visualized Experiments. (99), 52418 (2015).
- Ibrahim, M., et al. Heterotopic abdominal heart transplantation in rats for functional studies of ventricular unloading. The Journal of Surgical Research. 179 (1), e31-e39 (2013).
- Liu, F., Kang, S. M. Heterotopic heart transplantation in mice. Journal of Visualized Experiments. (6), 238 (2007).
- Lu, W., et al. A new simplified volume-loaded heterotopic rabbit heart transplant model with improved techniques and a standard operating procedure. Journal of Thoracic Disease. 7 (4), 653-661 (2015).
- Kitahara, H., et al. Heterotopic transplantation of a decellularized and recellularized whole porcine heart. Interactive Cardiovascular and Thoracic Surgery. 22 (5), 571-579 (2016).
- Kadner, A., et al. Heterotopic heart transplantation: experimental development and clinical experience. European Journal of Cardiothoracic Surgery. 17 (4), 474-481 (2000).
- Zinöcker, S., et al. Immune reconstitution and graft-versus-host reactions in rat models of allogeneic hematopoietic cell transplantation. Frontiers in Immunology. 3 (NOV), 1-12 (2012).
- Klempnauer, J., et al. Genetic control of rat heart allograft rejection: effect of different MHC and non-MHC incompatibilities. Immunogenetics. 30, 81-88 (1989).
- Huang, G., et al. Genetic manipulations in the rat: Progress and prospects. Current Opinion in Nephrology and Hypertension. 20 (4), 391-399 (2011).
- Gordon, C. R., et al. Pulse doppler and M-mode to assess viability of cardiac allografts using heterotopic femoral heart transplantation in rats. Microsurgery. 27 (4), 240-244 (2007).
- Gordon, C. R., et al. A new modified technique for heterotopic femoral heart transplantation in rats. The Journal of Surgical Research. 139 (2), 157-163 (2007).
- Ma, Y., Wang, G. Comparison of 2 heterotopic heart transplant techniques in rats: cervical and abdominal heart. Experimental and Clinical Transplantation. 9 (2), 128-133 (2011).
- Bektas, H., et al. Differential effect of donor-specific blood transfusions after kidney, heart, pancreas, and skin transplantation in major histocompatibility complex-incompatible rats. Transfusion. 37 (2), 226-230 (1997).
- Saiho, K. O., et al. Long-term allograft acceptance induced by single dose anti-leukocyte common antigen (RT7) antibody in the rat. Transplantation. 71 (8), 1124-1131 (2001).
- Bektas, H., et al. Blood transfers infectious immunologic tolerance in MHC-incompatible heart transplantation in rats. Journal of Heart and Lung Transplantation. 24 (5), 614-617 (2005).
- Jäger, M. D., et al. Sirolimus promotes tolerance for donor and recipient antigens after MHC class II disparate bone marrow transplantation in rats. Experimental Hematology. 35 (1), 164-170 (2007).
- Timrott, K., et al. Application of allogeneic bone marrow cells in view of residual alloreactivity: Sirolimus but not cyclosporine evolves tolerogenic properties. PLoS ONE. 10 (4), 1-16 (2015).
- Hadamitzky, M., et al. Memory-updating abrogates extinction of learned immunosuppression. Brain, Behavior, and Immunity. 52, 40-48 (2016).
- Beetz, O., et al. Recipient natural killer cells alter the course of rejection of allogeneic heart grafts in rats. Plos One. 14 (8), e0220546 (2019).
- Hirschburger, M., et al. Nicotine Attenuates Macrophage Infiltration in Rat Lung Allografts. The Journal of Heart and Lung Transplantation. 28 (5), 493-500 (2009).
- Ruzza, A., et al. Heterotopic heart transplantation in rats: improved anesthetic and surgical technique. Transplantation Proceedings. 42 (9), 3828-3832 (2010).
- Wang, D., et al. A simplified technique for heart transplantation in rats: abdominal vessel branch-sparing and modified venotomy. Microsurgery. 26 (6), 470-472 (2006).
- Wang, C., et al. A modified method for heterotopic mouse heart transplantion. Journal of Visualized Experiments. (88), (2014).
- Al-Amran, F. G., Shahkolahi, M. M. Total arterial anastomosis heterotopic heart transplantation model. Transplantation Proceedings. 45 (2), 625-629 (2013).
- Hoerstrup, S. P., et al. Modified technique for heterotopic rat heart transplantation under cardioplegic arrest. Journal of Investigative Surgery. 13 (2), 73-77 (2000).
- Fry, D. L. Acute vascular endothelial changes associated with increased blood velocity gradients. Circulation Research. 22 (2), 165-197 (1968).
- Ahmadi, A. R., et al. Orthotopic Rat Kidney Transplantation: A Novel and Simplified Surgical Approach. Journal of Visualized Experiments. (147), (2019).
- Schmid, C., et al. Successful heterotopic heart transplantation in rat. Microsurgery. 15 (4), 279-281 (1994).
- Shan, J., et al. A modified technique for heterotopic heart transplantation in rats. Journal of Surgical Research. 164 (1), 155-161 (2010).
- Moris, D., et al. Mechanisms of liver-induced tolerance. Current Opinion in Organ Transplantation. 22 (1), 71-78 (2017).
- Bickerstaff, A. A., et al. Murine renal allografts: spontaneous acceptance is associated with regulated T cell-mediated immunity. Journal of Immunology. 167 (9), 4821-4827 (2001).
- Mottram, P. L., et al. Electrocardiographic monitoring of cardiac transplants in mice. Cardiovascular Research. 22 (5), 315-321 (1988).
- Torre-Amione, G., et al. Decreased expression of tumor necrosis factor-α in failing human myocardium after mechanical circulatory support: A potential mechanism for cardiac recovery. Circulation. 100 (11), 1189-1193 (1999).
- Goldstein, D. J., et al. Circulatory resuscitation with left ventricular assist device support reduces interleukins 6 and 8 levels. The Annals of Thoracic Surgery. 63 (4), 971-974 (1997).
- Tang-Quan, K. R., et al. Non-volume-loaded heart provides a more relevant heterotopic transplantation model. Transplant Immunology. 23 (1-2), 65-70 (2010).
- Lakhal-Naouar, I., et al. Transcutaneous immunization using SLA or rLACK skews the immune response towards a Th1 profile but fails to protect BALB/c mice against a Leishmania major challenge. Vaccine. 37 (3), 516-523 (2019).
- Sousa-Batista, A. J., et al. Novel and safe single-dose treatment of cutaneous leishmaniasis with implantable amphotericin B-loaded microparticles. International Journal for Parasitology: Drugs and Drug Resistance. , (2019).
