Un enfoque de implantación retrógrada para la colocación de catéter de diálisis peritoneal en ratones

Summary

Este artículo describe las modificaciones de un procedimiento para implantar un catéter de diálisis peritoneal en un modelo murino para evitar problemas técnicos importantes observados con las técnicas convencionales.

Abstract

Los modelos murinos se emplean para sondear diversos aspectos de la diálisis peritoneal (EP), como la inflamación peritoneal y la fibrosis. Estos eventos impulsan la falla de la membrana peritoneal en humanos, que sigue siendo un área de intensa investigación debido a sus profundas implicaciones clínicas en el manejo de pacientes con enfermedad renal en etapa terminal (IRT). A pesar de la importancia clínica de la EP y sus complicaciones relacionadas, los modelos murinos experimentales actuales sufren desafíos técnicos clave que comprometen el rendimiento de los modelos. Estos incluyen la migración y torceduras del catéter PD y generalmente justifican la extracción temprana del catéter. Estas limitaciones también impulsan la necesidad de un mayor número de animales para completar un estudio. Al abordar estos inconvenientes, este estudio introduce mejoras técnicas y matices quirúrgicos para prevenir las complicaciones del catéter de DP comúnmente observadas en un modelo murino. Además, este modelo modificado se valida mediante la inducción de inflamación peritoneal y fibrosis mediante inyecciones de lipopolisacáridos. En esencia, este documento describe un método mejorado para crear un modelo experimental de EP.

Introduction

Carga de enfermedad renal terminal
La enfermedad renal crónica (ERC) es un problema de salud mundial¹. Las estimaciones actuales sugieren que más de 850 millones de personas en todo el mundo tienen enfermedad renal. La prevalencia de la enfermedad renal casi duplica el número de personas con diabetes (422 millones) y es más de 20 veces la prevalencia de pacientes con cáncer (42 millones) o VIH / SIDA (36,7 millones) en todo el mundo². Aproximadamente uno de cada siete estadounidenses tiene ERC, y dos de cada 1,000 estadounidenses tienen IRT que requiere un trasplante de riñón o apoyo de diálisis³. Teniendo en cuenta la creciente carga de IRT en todo el mundo, la optimización de la tecnología de diálisis es crucial³.

Diálisis peritoneal
La EP es una modalidad significativamente infrautilizada para el tratamiento de la IRT en los Estados Unidos. Según el Sistema de Datos Renales de los Estados Unidos (USRDS), el porcentaje de pacientes prevalentes con EP fue solo del 11% en 2020 ^4,5. La DP confiere varias ventajas sobre la hemodiálisis en el centro (HD), incluyendo una mejor calidad de vida, menos visitas a la clínica y una disminución en los gastos de Medicare ^6,7. Además, la EP es una terapia domiciliaria y se asocia con un riesgo mucho menor de infecciones graves como bacteriemia y endocarditis que a menudo están relacionadas con los catéteres de hemodiálisis. Además, la DP puede iniciarse rápidamente con un protocolo de inicio urgente, disminuyendo la necesidad de inicio de diálisis con catéteres vasculares permanentes⁸. La DP se considera el método preferido de diálisis en la población pediátrica con IRT⁹.

Insuficiencia peritoneal inducida por diálisis peritoneal
La EP implica la introducción de líquido de DP (dializado) en el peritoneo, lo que resulta en inflamación y remodelación de la membrana peritoneal con el tiempo. La inflamación peritoneal desencadena la fibrosis, que culmina en la pérdida potencial de las capacidades de ultrafiltración de la membrana con el tiempo. La preservación de la membrana peritoneal es un desafío importante en la EP, y la investigación adicional es de importancia crítica para garantizar que las mejores prácticas clínicas estén disponibles para los profesionales. Existen modelos murinos bien establecidos para ayudar a comprender mejor los mecanismos fisiopatológicos de la infección peritoneal y la inflamación, el soluto, la cinética de transporte de agua y la falla de la membrana; Aún así, los problemas técnicos con el catéter a menudo limitan estos modelos¹⁰.

Análisis de los cambios en la membrana peritoneal
En pacientes con IRT, el dializado se introduce tradicionalmente en la cavidad peritoneal a través de un catéter de Tenkhoff con un manguito profundo y superficial. Los pacientes pueden experimentar potencialmente complicaciones relacionadas con el catéter, incluyendo migración del catéter, dolor de infusión y drenaje deficiente del dializado^11,12,13. Dos tipos principales de catéteres peritoneales han sido introducidos para humanos, enrollados o rectos, para minimizar esas complicaciones¹². Varias modificaciones, incluyendo un manguito adicional a los catéteres convencionales de dos manguitos, han sido añadidas a los catéteres originales para prolongar la supervivencia del catéter DP¹¹. La técnica de inserción varía de acuerdo con varios factores, evitando la migración del catéter que se agregará después de la supervivencia, incluida la disponibilidad de los recursos y el nivel de experiencia¹⁴.

En contraste, los modelos murinos de diálisis peritoneal tienen diferencias fundamentales en las técnicas y el propósito en comparación con los catéteres peritoneales humanos. Por ejemplo, los catéteres peritoneales en modelos murinos se utilizan principalmente para estudiar alteraciones de la membrana y están menos destinados a funciones de drenaje bidireccional. La técnica actual sufre de posible desplazamiento del puerto y migración del catéter debido al manejo de los animales. En los modelos murinos convencionales, los puertos de acceso no estaban fijados a la piel. Este aspecto creó un puerto de acceso inestable, que en animales despiertos podría desprenderse, lo que resultaría en la migración del catéter. Dada la importancia de los modelos murinos en la investigación de la membrana peritoneal, es imperativo crear técnicas quirúrgicas efectivas para generar modelos confiables. Por lo tanto, nos propusimos optimizar el modelo convencional de colocación del catéter DP. Es importante señalar que el propio catéter causa alteraciones histopatológicas en la membrana peritoneal y, por lo tanto, cualquier conclusión sobre el efecto de las soluciones de DP en estudios con animales debe interpretarse en el contexto del catéter de DP como un cuerpo extraño^15,16,17.

Histopatología de la membrana peritoneal
El fracaso de la EP se relaciona principalmente con la fibrosis y el exceso de angiogénesis que resulta en la pérdida de un gradiente de concentración osmolar. Además, la capacidad de filtración de la membrana peritoneal podría verse afectada por la peritonitis. Además, la peritonitis infecciosa es una causa bien establecida para el cambio en la modalidad de diálisis de diálisis peritoneal a hemodiálisis. ¹⁸.

Protocol

Para este estudio, se utilizaron ocho ratones hembra C57BL / 6J, de 8 a 12 semanas de edad y un peso promedio de 20 g. Los ratones fueron alojados en condiciones estándar y fueron alimentados con comida y agua ad libitum. Este estudio se realizó con la aprobación del Comité Institucional de Cuidado y Uso de Animales (IACUC), Boston University Medical Center (AN-1549). Los procedimientos descritos aquí se realizaron en condiciones estériles. 1. Anestesiar al ratón en una c…

Representative Results

Todos los catéteres implantados fueron funcionales hasta el final del estudio, y el desprendimiento o torcedura del catéter no complicó ninguno de los catéteres implantados. La técnica modificada actual se validó aún más con un modelo inducido por peritonitis utilizando LPS. Los ratones de control recibieron 200 μL de inyecciones diarias normales de solución salina, mientras que a los ratones experimentales se les inyectaron 200 μL de LPS, como se discutió en el paso 11 del protocolo, durante un total de 7 d?…

Discussion

Se describen tres modelos murinos de EP. Esto incluye una punción ciega de la superficie peritoneal, un sistema abierto-permanente y un sistema cerrado¹⁰. La punción ciega de la superficie peritoneal implica un acceso peritoneal directo similar a las inyecciones intraperitoneales, pero no permite el drenaje del dializado. Al ser un procedimiento ciego, este método puede lesionar los órganos viscerales abdominales. El modelo de sistema abierto-permanente mantiene el catéter de diálisis y el p…

Materials

10% heparin	Canada Inc., Boucherville, QC, Canada)	Pharmaceutical product
Buprenorphine 0.3 mg/mL	PAR Pharmaceutical	NDC 42023-179-05
C57BL/6J mice	The Jackson Lab	IMSR_JAX:000664
CD31	Abcam	Ab9498
Clamp	Fine Science Tools	13002-10
Forceps	Fine Science Tools	11002-12
Dumont #5SF Forceps	Fine Science Tools	11252-00
Dumont Vessel Cannulation Forceps	Fine Science Tools	11282-11
Fine Scissors – Large Loops	Fine Science Tools	14040-10
Fisherbrand Animal Ear-Punch	Fisher Scientific	13-812-201
Hill Hemostat	Fine Science Tools	13111-12
Huber point needle	Access  technologies	PG25-500	Needle for injections
Isoflurane, USP	Covetrus	NDC 11695-6777-2
Lipopolysaccharide from E.coli	SIGMA	L4391
Microscope	Nikon Eclipse Inverted Microscope	TE2000
Minute Mouse Port 4French with retention beads and cross holes	Access  technologies	MMP-4S-061108A
Posi-Grip Huber point needles 25 G x 1/2´´	Access  technologies	PG25-500
Scissors	Fine Science Tools	14079-10
Vicryl Suture	AD-Surgical	#L-G330R24