Um protocolo para bypass gástrico Roux-en-Y em ratos usando grampos lineares

Summary

O bypass gástrico Roux-en-Y (RYGB) é realizado para tratar obesidade e diabetes. No entanto, os mecanismos subjacentes à eficácia do RYGB não são totalmente compreendidos, e os estudos são limitados pela dificuldade técnica que leva à alta mortalidade em modelos animais. Este artigo fornece instruções sobre como executar RYGB em ratos com altas taxas de sucesso.

Abstract

O bypass gástrico Roux-en-Y (RYGB) é comumente realizado para o tratamento de obesidade grave e diabetes tipo 2. No entanto, o mecanismo de perda de peso e mudanças metabólicas não são bem compreendidos. Acredita-se que múltiplos fatores desempenham um papel, incluindo redução da ingestão calórica, diminuição da absorção de nutrientes, aumento da saciedade, liberação de hormônios promotores da saciedade, mudanças no metabolismo do ácido biliar e alterações na microbiota intestinal.

O modelo RYGB de ratos apresenta uma estrutura ideal para estudar esses mecanismos. Trabalhos anteriores em modelos de camundongos tiveram altas taxas de mortalidade, variando de 17 a 52%, limitando sua adoção. Modelos de ratos demonstram mais reserva fisiológica ao estímulo cirúrgico e são tecnicamente mais fáceis de adotar, pois permitem o uso de grampeadores cirúrgicos. Um desafio com os grampeadores cirúrgicos, no entanto, é que eles muitas vezes deixam uma grande bolsa gástrica que não é representativa do RYGB em humanos.

Neste protocolo, apresentamos um protocolo RYGB em ratos que resultam em uma pequena bolsa gástrica usando grampeadores cirúrgicos. Utilizando dois incêndios grampeador que removem oomaca florestal do rato, obtemos uma bolsa gástrica menor semelhante à que segue um típico RYGB humano. O grampeamento cirúrgico também resulta em melhor hemostasia do que divisão afiada. Além disso, o forestomach do rato não contém glândulas e sua remoção não deve alterar a fisiologia do RYGB.

A perda de peso e as alterações metabólicas na coorte RYGB foram significativas em comparação com a coorte falsa, com tolerância significativamente menor à glicose em 14 semanas. Além disso, este protocolo tem uma excelente sobrevida de 88,9% após o RYGB. As habilidades descritas neste protocolo podem ser adquiridas sem experiência microcirúrgica prévia. Uma vez dominado, este procedimento fornecerá uma ferramenta reprodutível para estudar os mecanismos e efeitos do RYGB.

Introduction

A obesidade e o diabetes tipo 2 tornaram-se epidemias mundiais¹. Embora a perda de peso médico possa melhorar o diabetes em pacientes, aqueles com diabetes grave se beneficiam mais da cirurgia bariátrica. A cirurgia bariátrica tem se mostrado segura e eficaz na perda de peso e na melhoria ou cura do diabetes tipo^{2 ,3}, mesmo naqueles com doença de longa data⁴. Procedimentos bariátricos metabólicos, como a atual cirurgia de bypass gástrico Roux-en-Y (RYGB), induzem melhorias rápidas e sustentadas na homeostase de glicose, ao mesmo tempo em que reduzem a necessidade de medicamentos diabéticos^5,6,7.

Após o RYGB, a melhora da homeostase da glicose ocorre rapidamente e é independente da perda de peso⁸. Duas teorias importantes foram propostas para explicar as mudanças metabólicas associadas à remissão do diabetes que ocorrem após a cirurgia metabólica. Primeiro, a hipótese hindgut postula que, após o bypass, maiores concentrações de nutrientes não digeridos atingem o intestino distal aumentando a liberação de hormônios como o GLP-1. Por outro lado, a hipótese do foregut sugere que contornar o intestino proximal reduz a secreção de hormônios anti-incretina. Ambos os efeitos podem levar à melhora precoce do metabolismo da glicose⁹.

Modelos animais têm o potencial de ser uma ferramenta poderosa para estudar esses mecanismos. No entanto, uma grande barreira na utilização de modelos de ratos ou ratos é a dificuldade técnica na realização desses procedimentos. A maioria dos estudos tem se apoiado nos modelos de ratos ou ratos^10,11,12. Os modelos de mouse têm sido difíceis, pois o estômago do mouse é muito pequeno para usar dispositivos grampeador¹¹, e as taxas de mortalidade são inaceitáveis, variando de 17 a 52%¹³. Em ratos, alguns protocolos permanecem tecnicamente difíceis de realizar devido à complexa ligadura de vasos gástricos antes de dividir o estômago^12,14. Outros modelos dividem o estômago usando um grampeador, mas deixam uma bolsa grande não consistente com a anatomia humana pós RYGB¹¹. Neste modelo, fornecemos instruções detalhadas sobre como executar RYGB usando grampeadores lineares em um modelo de rato resultando em uma bolsa gástrica mais de acordo com a anatomia humana. No geral, este procedimento foi associado a excelentes taxas de sobrevivência e desfechos metabólicos.

Protocol

Os protocolos de uso de animais foram aprovados pelo Comitê de Cuidados e Uso animal da Universidade de Alberta (AUP00003000). Consulte a Figura 1 para um diagrama demonstrando a anatomia RYGB. 1. Bypass gástrico Roux-en-Y Preparação de animais e configuração operacional Uma semana antes da cirurgia, forneça aos ratos terapia de reidratação oral e dieta líquida, além de sua dieta sólida e água para aclimatá-los a esta nova dieta.</l…

Representative Results

Animais e moradia36 ratos Wistar machos foram alojados em pares e foram alimentados com 60% de roedores estéreis com alta gordura a partir das seis semanas de idade(Figura 2). Com 16 semanas de idade, eles foram submetidos a RYGB ou cirurgia falsa. Após a primeira semana pós-operatória, os ratos foram retomados em uma dieta rica em gordura. Metade dos ratos foram eutanizados em 2 semanas após o operatório e a outra metade foi eutanásia em 14 semanas de pós-operat…

Discussion

O RYGB envolve a criação de uma pequena bolsa gástrica (menos de 30 mL), e a criação de um membro biliopancreatic e um membro Roux(Figura 1). Em humanos, o membro biliopancreatic é tipicamente de 30 a 50 cm e transporta secreções do remanescente gástrico, fígado e pâncreas. O membro Roux tem tipicamente 75 a 150 cm de comprimento e é o canal principal para alimentos ingeridos. O canal comum é o distal intestinal delgado restante para onde os dois membros se juntam e é onde ocor…

Materials

2-0 Silk Sutures	Ethicon	K533
3-0 Vicryl Sutures	Ethicon	J219H
4% Isoflurane	N/A	N/A
5% Dextrose and 0.9% Sodium Chloride Solution – 1000 mL	Baxter	2B1064
50 mL Conical Centrifuge Tubes	Fisher Scientific	14-432-22
6-0 Prolene Sutures	Ethicon	8805H
Anesthetic Machine	N/A	N/A
Animal Hair Shaver	N/A	N/A
Betadine Solution	N/A	N/A
Castrojievo Needle Holder with lock 14 cm (smooth curved)	World Precision Instruments	503258
ECHELON FLEX Articulating Endoscopic Linear Cutter	Ethicon	EC45A
Economy Tweezers #4	World Precision Instruments	501978
ENDOPATH ETS Articulating Linear Cutter 45mm Reloads	Ethicon	6R45B
Far Infrared Warming Pad Controller with warming pad (15.2 cm W x 20.3 cm L), pad temperature probe, and 10 disposable, non-sterile sleeve protectors	Kent Scientific	RT-0515
Large Rat Elizabethan Collar	Kent Scientific	EC404VL-10
Liquid Diet Feeding Tube (150 mL)	Bio-Serv	9007
Liquid Diet Feeding Tube Holder (short adjustable)	Bio-Serv	9015
Micro Mosquito Forceps	World Precision Instruments	500452
Micro Scissors	World Precision Instruments	503365
Mouse Diet, High Fat Fat Calories (60%), Soft Pellets	Bio-Serv	S3282
No. 11 Blade and Scalpel Handle	N/A	N/A
OPMI Vario Surgical Microscope	ZEISS	S88
Raised Floor Grid	Tecniplast	GM500150 Raised Floor Grid
Rodent Liquid Diet, Lieber-DeCarli '82, Control, 4 Liters/Bag	Bio-Serv	F1259
Sodium Chloride Irrigation 0.9% Solution – 500 mL	Baxter	JF7633
Sterile Cotton Swabs	N/A	N/A
Sterile Drape	N/A	N/A
Sterile Towel	N/A	N/A
Thermal Cautery Unit	World Precision Instruments	501293