Single-Anastomosis Duodeno-Ileal Bypass met Sleeve Gastrectomy Model bij muizen
Summary
Single-anastomosis duodeno-ileale bypass (SADI-S) is een opkomende bariatrische procedure met belangrijke metabole effecten. In dit artikel presenteren we een betrouwbaar en reproduceerbaar model van SADI-S bij muizen.
Abstract
Obesitas is wereldwijd een groot gezondheidsprobleem. Als reactie hierop zijn bariatrische operaties ontstaan om obesitas en de bijbehorende comorbiditeiten (bijv. Diabetes mellitus, dyslipidemie, niet-alcoholische steatohepatitis, cardiovasculaire gebeurtenissen en kankers) te behandelen via beperkende en malabsorptieve mechanismen. Het begrijpen van de mechanismen waarmee deze procedures dergelijke verbeteringen mogelijk maken, vereist vaak de omzetting ervan in dieren, vooral bij muizen, vanwege het gemak van het genereren van genetisch gemodificeerde dieren. Onlangs is de single-anastomosis duodeno-ileale bypass met sleeve gastrectomie (SADI-S) naar voren gekomen als een procedure die zowel beperkende als malabsorptieve effecten gebruikt, die wordt gebruikt als een alternatief voor gastric bypass in geval van ernstige obesitas. Tot nu toe is deze procedure in verband gebracht met sterke metabole verbeteringen, wat heeft geleid tot een duidelijke toename van het gebruik ervan in de dagelijkse klinische praktijk. De mechanismen die ten grondslag liggen aan deze metabole effecten zijn echter slecht bestudeerd als gevolg van een gebrek aan diermodellen. In dit artikel presenteren we een betrouwbaar en reproduceerbaar model van SADI-S bij muizen, met een speciale focus op perioperatieve behandeling. De beschrijving en het gebruik van dit nieuwe knaagdiermodel zal nuttig zijn voor de wetenschappelijke gemeenschap om de moleculaire, metabole en structurele veranderingen veroorzaakt door de SADI-S beter te begrijpen en om de chirurgische indicaties voor de klinische praktijk beter te definiëren.
Introduction
Obesitas is een opkomende en endemische situatie met een toenemende prevalentie, die wereldwijd ongeveer 1 op de 20 volwassenen treft1. Bariatrische chirurgie is de afgelopen jaren de meest effectieve behandelingsoptie geworden voor de getroffen volwassenen, waardoor zowel gewichtsverlies als metabole stoornissen2,3 zijn verbeterd, met variabele resultaten afhankelijk van het type chirurgische ingreep dat wordt gebruikt.
Er zijn twee belangrijke mechanismen die betrokken zijn bij de effecten van de bariatrische procedures: beperking die gericht is op het verhogen van de verzadiging (zoals in de sleeve gastrectomie (SG) waarbij 80% van de maag wordt verwijderd) en malabsorptie. Onder de procedures die zowel restrictie als malabsorptie impliceren, is de single anastomosis duodeno-ileal bypass met sleeve gastrectomie (SADI-S) voorgesteld als alternatief voor de Roux-en-Y gastric bypass (RYGB), waarbij een gewichtstoename wordt waargenomen bij ongeveer 20% van de patiënten 4,5. Bij deze techniek wordt een sleeve gastrectomie geassocieerd met een herschikking van de dunne darm, waarbij deze wordt verdeeld in een gal en een korte gemeenschappelijke ledemaat (een derde van de totale dunne darmlengte) (figuur 1A). Technisch gezien heeft de SADI-S het voordeel ten opzichte van de RYGB dat slechts één anastomose nodig is, waardoor de bedrijfstijd met ongeveer 30% wordt verkort. Bovendien behoudt deze methode de pylorus, wat helpt om het risico op maagzweren te verminderen en anastomotische lekkage te beperken. De SADI-S wordt ook geassocieerd met een hoge mate van metabole verbetering, sterk gunstig voor het gebruik ervan tijdens de laatste paar jaar 6,7.
Aangezien metabole effecten steeds fundamenteler zijn geworden voor bariatrische procedures, lijkt het ophelderen van hun mechanismen cruciaal. Daarom is het gebruik van diermodellen voor bariatrische procedures van het grootste belang om hun metabole effecten en de betrokken cellulaire en moleculaire routes beter te begrijpen8. Deze modellen droegen bijvoorbeeld bij tot een beter begrip van de verandering in voedselinname na SG of RYGB in een gecontroleerde omgeving9 en tot de studie van glucose- of cholesterolfluxen door de darmbarrière10,11; Deze informatie is zelden beschikbaar in klinische studies. Deze kennis kan helpen om hun optimale chirurgische indicaties te definiëren. We hebben eerder muismodellen van SG en RYGB12 beschreven. Ondanks de veelbelovende resultaten in de klinische praktijk, is de SADI-S echter alleen ontwikkeld en beschreven bij ratten13,14,15. Gezien de genetische kneedbaarheid is het muismodel in het verleden echter nuttig geweest om de verschillende metabole effecten van dergelijke procedures te bestuderen16,17,18, en een SADI-S-muismodel zou nuttig kunnen zijn om de effecten van SADI-S te evalueren, ondanks de technische moeilijkheid.
In dit artikel beschrijven we de aanpassing van de SADI-S-procedure bij muizen (figuur 1B) op een reproduceerbare manier. Speciale aandacht wordt besteed aan de beschrijving van perioperatieve zorg.
Protocol
Representative Results
Discussion
Bariatrische operaties, waarvan de technieken voortdurend evolueren, lijken momenteel de meest effectieve behandeling te zijn voor obesitas en bijbehorende metabole comorbiditeiten 3,19,20. De SADI-S-procedure, voor het eerst beschreven in 20074, is een veelbelovende procedure die gepaard gaat met grotere metabole effecten dan andere malabsorptieve operaties. Diermodellen, met name muizen die de snelle ge…
Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
We danken Ethicon (Johnson and Johnson surgical technologies) voor het vriendelijk verstrekken van het hechtkoord en chirurgische clips. Dit werk werd ondersteund door subsidies van het NExT Talent Project, Université de Nantes, CHU de Nantes.
Materials
| Agagani needle 26 G | Terumo | 050101B | 26 G needle |
| Betadine dermique | Pharma-gdd | 3300931499787 | Povidone solution |
| Betadine scrub | Pharma-gdd | 3400931499787 | Povidone solution |
| Binocular microscope | Optika Microscopes Italy | SZN-9 | Binocular stereomicroscope |
| Buprecare | Animalcare | 3760087151244 | Buprenorphin |
| Castroviejo, straight 9 cm | F.S.T | 12060-02 | Micro scissors |
| Castroviejo, straight 9 cm | F.S.T | 12060-02 | Needle holder |
| Chlorure de sodium Fresenius 0.9% | Fresenius Kabi | BE182743 | NaCl 0.9% |
| Clamoxyl | Med'vet | 5414736007496 | Amoxicilline |
| Cotton buds | Comed | 2510805 | Cotton swabs |
| Element HT5 | Scilvet | Element HT5 | Automated hematology analyzer |
| Emeprid | CEVA | 3411111914365 | Metoclopramid |
| Extra Fine Graefe Forceps, curved (tip width: 0.5 mm) | F.S.T | 11152-10 | Surgical forceps |
| Extra Fine Graefe Forceps, straight (tip width: 0.5 mm) | F.S.T | 11150-10 | Surgical forceps |
| Fercobsang | Vetoprice | QB03AE04 | Iron, multivitamins and minerals |
| Forane | Baxter | 1001936060 | Isoflurane |
| Graefe forceps, straight (tip width: 0.8 mm) | F.S.T | 11050-10 | Forceps |
| Graphpad Prism version 8.0 | GraphPad Software, Inc. | Version 8.0 | Software for statistical analysis |
| Heat pad | Intellibio innovation | A-2101-00300 | Heat pad |
| Incubator | Bioconcept Technologies | Manufactured on demand | Incubator |
| Lighting | Optika Microscopes Italy | CL-30 | Lighting for microscopy |
| Ocrygel | Med'vet | 3700454505621 | Carboptol 980 NF |
| Pangen 2.5 cm x 3.5 cm | Urgovet | A02978 | Haemostatic collagen compress |
| Prolene 6/0 | B.Braun | 3097915 | Optilene 6/0 (0.7 metric) 75 cm 2XDR13 CV2 RCP, suture cord |
| Prolene 8/0 | Ethicon | 8732 | 2 x BV175-6 MP, 3/8 Circle, 8 mm, suture cord |
| Scissors | F.S.T | 146168-09 | Surgical scissors |
| Sterile compresses | Laboartoire Sylamed | 211S05-50 | Non-woven sterile compressed |
| Terumo Syringe | Terumo | 50828 | 1 mL syringe |
| Titanium hemostatic clip | Péters Surgical | B2180-1 | Surgical clip |
| Vannas Wolff | F.S.T | 15009-08 | Micro scissors |
| Vita Rongeur | Virbac | 3597133087611 | Vitamin supplementation |
| Vitaltec stainless | Péters Surgical | PB 220-EB Medium | Surgical clip applier |
Riferimenti
- Flegal, K. M., Carroll, M. D., Kit, B. K., Ogden, C. L. Prevalence of obesity and trends in the distribution of body mass index among US adults, 1999-2010. JAMA. 307 (5), 491-497 (2012).
- Sjöström, L., et al. Association of bariatric surgery with long-term remission of type 2 diabetes and with microvascular and macrovascular complications. JAMA. 311 (22), 2297-2304 (2014).
- Dyson, J., et al. Hepatocellular cancer: the impact of obesity, type 2 diabetes and a multidisciplinary team. Journal of Hepatology. 60 (1), 110-117 (2014).
- Sánchez-Pernaute, A., et al. Proximal duodenal-ileal end-to-side bypass with sleeve gastrectomy: proposed technique. Obesity Surgery. 17 (12), 1614-1618 (2007).
- Himpens, J., Verbrugghe, A., Cadière, G. B., Everaerts, W., Greve, J. W. Long-term results of laparoscopic Roux-en-Y Gastric bypass: evaluation after 9 years. Obesity Surgery. 22 (10), 1586-1593 (2012).
- Sánchez-Pernaute, A., et al. Long-term results of single-anastomosis duodeno-ileal bypass with sleeve gastrectomy (SADI-S). Obesity Surgery. 32 (3), 682-689 (2022).
- Shoar, S., Poliakin, L., Rubenstein, R., Saber, A. A. Single anastomosis duodeno-ileal switch (SADIS): A systematic review of efficacy and safety. Obesity Surgery. 28 (1), 104-113 (2018).
- Rao, R. S., Rao, V., Kini, S. Animal models in bariatric surgery–a review of the surgical techniques and postsurgical physiology. Obesity Surgery. 20 (9), 1293-1305 (2010).
- Lutz, T. A., Bueter, M. The use of rat and mouse models in bariatric surgery experiments. Frontiers in Nutrition. 3, 25 (2016).
- Baud, G., et al. Bile diversion in Roux-en-Y Gastric Bypass modulates sodium-dependent glucose intestinal uptake. Cell Metabolism. 23 (3), 547-553 (2016).
- Blanchard, C., et al. Sleeve gastrectomy alters intestinal permeability in diet-induced obese mice. Obesity Surgery. 27 (10), 2590-2598 (2017).
- Ayer, A., et al. Techniques of sleeve gastrectomy and modified Roux-en-Y Gastric Bypass in mice. Journal of Visualized Experiments. (121), e54905 (2017).
- Wang, T., et al. Comparison of diabetes remission and micronutrient deficiency in a mildly obese diabetic rat model undergoing SADI-S versus RYGB. Obesity Surgery. 29 (4), 1174-1184 (2019).
- Wu, W., et al. Comparison of the outcomes of single anastomosis duodeno-ileostomy with sleeve gastrectomy (SADI-S), single anastomosis sleeve ileal (SASI) bypass with sleeve gastrectomy, and sleeve gastrectomy using a rodent model with diabetes. Obesity Surgery. 32 (4), 1209-1215 (2022).
- Laura, M., et al. Establishing a reproducible murine animal model of single anastomosis duodenoileal bypass with sleeve gastrectomy (SADl-S). Obesity Surgery. 28 (7), 2122-2125 (2018).
- Meoli, L., et al. Intestine-specific overexpression of LDLR enhances cholesterol excretion and induces metabolic changes in male mice. Endocrinology. 160 (4), 744-758 (2019).
- Abu El Haija, M., et al. Toll-like receptor 4 and myeloid differentiation factor 88 are required for gastric bypass-induced metabolic effects. Surgery for Obesity and Related Diseases. 17 (12), 1996-2006 (2021).
- Kumar, S., et al. Lipocalin-type prostaglandin D2 synthase (L-PGDS) modulates beneficial metabolic effects of vertical sleeve gastrectomy. Surgery for Obesity and Related Diseases. 12 (8), 1523-1531 (2016).
- Heffron, S. P., et al. Changes in lipid profile of obese patients following contemporary bariatric surgery: A meta-analysis. The American Journal of Medicine. 129 (9), 952-959 (2016).
- Carswell, K. A., Belgaumkar, A. P., Amiel, S. A., Patel, A. G. A systematic review and meta-analysis of the effect of gastric bypass surgery on plasma lipid levels. Obesity Surgery. 26 (4), 843-855 (2016).
- Surve, A., Zaveri, H., Cottam, D. Retrograde filling of the afferent limb as a cause of chronic nausea after single anastomosis loop duodenal switch. Surgery for Obesity and Related Diseases. 12 (4), 39-42 (2016).
- Uysal, M., et al. Caecum location in laboratory rats and mice: an anatomical and radiological study. Laboratory Animals. 51 (3), 245-255 (2017).
- Sánchez-Pernaute, A., et al. Single-anastomosis duodeno-ileal bypass with sleeve gastrectomy: metabolic improvement and weight loss in first 100 patients. Surgery for Obesity and Related Diseases. 9 (5), 731-735 (2013).
- Wei, J. H., Yeh, C. H., Lee, W. J., Lin, S. J., Huang, P. H. Sleeve gastrectomy in mice using surgical clips. Journal of Visualized Experiments. (165), e60719 (2020).
- Ying, L. D., et al. Technical feasibility of a murine model of sleeve gastrectomy with ileal transposition. Obesity Surgery. 29 (2), 593-600 (2019).
- Bruinsma, B. G., Uygun, K., Yarmush, M. L., Saeidi, N. Surgical models of Roux-en-Y gastric bypass surgery and sleeve gastrectomy in rats and mice. Nature Protocols. 10 (3), 495-507 (2015).
