Ein Murinschwanz-Lymphödem-Modell
Summary
Lymphödem ist eine Schwellung der Extremität, die durch lymphatische Dysfunktion verursacht wird. Wir beschreiben ein chronisches murines Schwanzmodell des Lymphödems und die neuartige Verwendung der Gewebe-Nanotransfektionstechnologie (TNT) für die genetische Frachtabgabe an den Schwanz.
Abstract
Lymphödem ist eine Schwellung der Extremität, die durch lymphatische Dysfunktion verursacht wird. Die betroffene Extremität vergrößert sich aufgrund der Ansammlung von Flüssigkeit, Fett und Fibrose. Es gibt keine Heilung für diese Krankheit. Ein Mausschwanzmodell, das eine fokale Hautexzision in voller Dicke in der Nähe der Schwanzbasis verwendet, was zu einer Schwanzschwellung führt, wurde zur Untersuchung von Lymphödemen verwendet. Dieses Modell kann jedoch zu vaskulärer Nekrose und daraus resultierender Schwanznekrose und einer frühen Schwanzschwellungsauflösung führen, was seine klinische Übersetzbarkeit einschränkt. Das chronische Mausschwanzlymphödemmodell induziert ein anhaltendes Lymphödem über 15 Wochen und eine zuverlässige Perfusion des Schwanzes. Zu den Verbesserungen des traditionellen Mausschwanzlymphödemmodells gehören 1) präzise Exzision in voller Dicke und Lymphschnitt mit einem Operationsmikroskop, 2) Bestätigung der postoperativen arteriellen und venösen Perfusion mit hochauflösendem Lasersprenkel und 3) Funktionelle Beurteilung mit indocyaningrüner Nahinfrarot-Laserlymphangiographie. Wir verwenden auch die Gewebe-Nanotransfektionstechnologie (TNT) für neuartige nicht-virale, transkutane, fokale Abgabe genetischer Fracht an das Mausschwanzgefäß.
Introduction
Lymphödem ist eine Schwellung der Extremität, die durch lymphatische Dysfunktion verursacht wird. Die betroffene Extremität vergrößert sich aufgrund der Ansammlung von Flüssigkeit, Fett und Fibrose1. Lymphödem betrifft 250 Millionen Menschen weltweit2,3,4. Es wird geschätzt, dass 20-40% der Patienten, die sich einer Behandlung für solide Malignome wie Brustkrebs, Melanom, gynäkologische/urologische Tumoren oder Sarkome unterziehen, lymphödemisch2,4,5entwickeln . Morbidität durch Lymphödem umfasst wiederkehrende Infektionen, Schmerzen und Deformitäten6. Es gibt keine Heilung für diese fortschreitende, lebenslange Krankheit. Aktuelle Therapien sind variaby wirksam7 und umfassen Kompression, vollständige entstauende Therapie durch Physiotherapeuten, Exzisionsverfahren und mikrochirurgische Operationen, einschließlich vaskularisierter Lymphknotentransfer und lymphovenöser Bypass7,8,9,10,11,12,13,14. Die ideale Behandlung von Lymphödemen muss noch entdeckt werden.
Die Untersuchung des Mechanismus und der Therapie von Lymphödemen war begrenzt. Es gibt einen durchschnittlichen verzögerten Beginn von einem Jahr nach der Lymphverletzung15,16 und die meisten Personen, die eine iatrogene Beleidigung mit Bestrahlung und Operationerfahren,entwickeln kein Lymphödem4,6,17. Obwohl große Tiermodelle, einschließlich Hunde, Schafe und Schweine,18,19,20beschrieben wurden, wurde das Mausschwanzmodell aufgrund von Leichtigkeit, Kosten und Reproduzierbarkeit am häufigsten angewendet. Mausmodelle zur Untersuchung von Lymphödemen umfassen ein Schwanzmodell, Diptherie-Toxin-vermittelte Lymphablation und axilläre oder popliteale Lymphknotendissektion21,22,23,24,25,26. Die meisten Schwanzmodelle verwenden eine fokale, volldicke Hautexzision mit Lymphkanalschnitt, die in der Nähe der Schwanzbasis22durchgeführt wird, was zu Schwanzschwellungen und histologischen Merkmalen ähnlich dem menschlichen Lymphödem24,27,28,29führt . Das Standard-Murinenschwanzmodell löst sich jedoch typischerweise spontan in nur 20 Tagen auf und wird von periodischer Schwanznekrosebegleitet 30. Das Lymphödem-Mausschwanzmodell verlängert ein anhaltendes Lymphödem über 15 Wochen hinaus, zeigt eine bestätigte arterielle und venöse Durchgängigkeit und ermöglicht die Beurteilung funktioneller lymphatischer Dysfunktionen.
Ein murines Schwanzmodell des Lymphödems ermöglicht die Bewertung neuartiger Therapeutika zur Behandlung von Lymphödemen. Genbasierte Strategien wurden im Mausmodell verwendet, das durch virale Vektoren vermittelt wurde31,32. Wir verwenden auch eine neuartige Gewebe-Nanotransfektionstechnologie (TNT) für die genetische Frachtabgabe an den lymphödematösen Mausschwanz. TNT ermöglicht die direkte, transkutane Genabgabe mit einem Chip mit Nanokanälen in einem schnell fokussierten elektrischen Feld33,34,35,36. Das Modell beinhaltet die Verwendung von TNT2.0, um die fokale Genabgabe potenzieller genbasierter Therapeutika an die lymphatische Verletzungsstelle des Mausschwanzes zu ermöglichen35.
Protocol
Representative Results
Discussion
Lymphödem wird als primäre (angeborene) oder sekundäre (iatrogene lymphatische) Verletzung kategorisiert38,39. Sekundäre Lymphödeme umfassen 99% der Fälle39. Sekundäre Lymphödeme werden am häufigsten durch Infektion (Filariose) oder postonkologische Behandlung mit Lymphadenektomie oder Bestrahlung verursacht4,39. Ein translationales Tiermodell ist für sekundäre Lymphöde…
Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Diese Arbeit wurde durch Zuschüsse der American Association of Plastic Surgeons Academic Scholarship und des Verteidigungsministeriums W81XWH2110135 an AHH unterstützt. Stipendium der Aesthetic Surgery Education and Research Foundation an MS. NIH U01DK119099, R01NS042617 und R01DK125835 an CKS.
Materials
| Surgical Microscope | Leica, Wetzlar, Germany | MSV266 | |
| Adherent Dressing (Tegaderm) | 3M, St. Paul, Minn. | 1626W | |
| Laser speckle (Pericam PSI System ) | Perimed AB, Stockholm, Sweden) | PSIZ | |
| Near-infrared laser (LUNA) | Stryker (Formerly Novadaq Technologies, Toronto, Canada) | LU3000 | |
| C57BL/6 mice | Jackson Laboratories | 000664 | |
| Micro-Adson Forceps – 1×2 Teeth | Fine Science Tools (USA) Inc. | 11019-12 | |
| V-Hook | Fine Science Tools (USA) Inc. | 18052-12 | |
| Scalpel SS NO15 | Fischer Scientific | 29556 | |
| Disposable Needle 30GX1 | Fischer Scientific | 305128 | |
| Operating Scissors | Fischer Scientific | 12-460-796 | |
| Surgi-Or Jeweler's Forceps, Sklar 4-1/2 in | Fischer Scientific | 50-118-4255 | |
| Spring Scissors – Straight/Sharp-Sharp/8mm Cutting Edge | Fine Science Tools (USA) Inc. | 15024-10 | |
| Cardiogreen | Sigma | I2633-25MG | |
| IsosulfanBlue (Lymphazurin) 50 mg/5ml | Mylan | 67457-220-05 |
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