Bypass duodeno-ileal de anastomosis única con modelo de gastrectomía en manga en ratones
Summary
El bypass duodeno-ileal de anastomosis única (SADI-S) es un procedimiento bariátrico emergente con importantes efectos metabólicos. En este artículo, presentamos un modelo confiable y reproducible de SADI-S en ratones.
Abstract
La obesidad es un problema de salud importante en todo el mundo. Como respuesta, han surgido cirugías bariátricas para tratar la obesidad y sus comorbilidades relacionadas (por ejemplo, diabetes mellitus, dislipidemia, esteatohepatitis no alcohólica, eventos cardiovasculares y cánceres) a través de mecanismos restrictivos y de malabsorción. La comprensión de los mecanismos por los cuales estos procedimientos permiten tales mejoras a menudo requieren su transposición en animales, especialmente en ratones, debido a la facilidad de generar animales modificados genéticamente. Recientemente, el bypass duodeno-ileal de anastomosis única con gastrectomía en manga (SADI-S) ha surgido como un procedimiento que utiliza efectos restrictivos y malabsortivos, que se está utilizando como una alternativa al bypass gástrico en caso de obesidad mayor. Hasta ahora, este procedimiento se ha asociado con fuertes mejoras metabólicas, lo que ha llevado a un marcado aumento en su uso en la práctica clínica diaria. Sin embargo, los mecanismos subyacentes a estos efectos metabólicos han sido poco estudiados como resultado de la falta de modelos animales. En este artículo, presentamos un modelo confiable y reproducible de SADI-S en ratones, con un enfoque especial en el manejo perioperatorio. La descripción y el uso de este nuevo modelo de roedores será útil para que la comunidad científica comprenda mejor los cambios moleculares, metabólicos y estructurales inducidos por el SADI-S y defina mejor las indicaciones quirúrgicas para la práctica clínica.
Introduction
La obesidad es una situación emergente y endémica con prevalencia creciente, que afecta aproximadamente a 1 de cada 20 adultos en todo el mundo1. La cirugía bariátrica se ha convertido en la opción de tratamiento más efectiva para los adultos afectados en los últimos años, mejorando tanto la pérdida de peso como los trastornos metabólicos2,3, con resultados variables según el tipo de procedimiento quirúrgico utilizado.
Hay dos mecanismos principales que están implicados en los efectos de los procedimientos bariátricos: restricción que tiene como objetivo aumentar la saciedad (como en la gastrectomía en manga (SG) donde se extirpa el 80% del estómago) y malabsorción. Entre los procedimientos que implican tanto restricción como malabsorción, se ha propuesto el bypass duodeno-ileal de anastomosis única con gastrectomía en manga (SADI-S) como alternativa al bypass gástrico en Y de Roux (RYGB), en el que se observa una recuperación de peso en aproximadamente el 20% de los pacientes 4,5. En esta técnica, una gastrectomía en manga se asocia con un reordenamiento del intestino delgado, dividiéndolo en una extremidad biliar y una miembro común corta (un tercio de la longitud total del intestino delgado) (Figura 1A). Técnicamente, el SADI-S tiene la ventaja sobre el RYGB de requerir una sola anastomosis, reduciendo el tiempo de operación en aproximadamente un 30%. Además, este método preserva el píloro, lo que ayuda a reducir el riesgo de úlcera péptica y limita la fuga anastomótica. El SADI-S también se asocia con una alta tasa de mejoría metabólica, favoreciendo fuertemente su uso durante los últimos años 6,7.
Dado que los efectos metabólicos se han vuelto cada vez más fundamentales para los procedimientos bariátricos, dilucidar sus mecanismos parece crucial. Por lo tanto, el uso de modelos animales para procedimientos bariátricos es de suma importancia para comprender mejor sus efectos metabólicos y las vías celulares y moleculares involucradas8. Estos modelos contribuyeron, por ejemplo, para una mejor comprensión del cambio en la ingesta de alimentos después de SG o RYGB en un ambiente controlado9 y para el estudio de los flujos de glucosa o colesterol a través de la barrera intestinal10,11; Esta información rara vez está disponible en estudios clínicos. Este conocimiento podría ayudar a definir sus indicaciones quirúrgicas óptimas. Anteriormente describimos modelos de ratón de SG y RYGB12. Sin embargo, a pesar de sus resultados prometedores en la práctica clínica, el SADI-S sólo ha sido desarrollado y descrito en ratas13,14,15. Sin embargo, dada su maleabilidad genética, el modelo de ratón ha sido útil en el pasado para estudiar los diversos efectos metabólicos de tales procedimientos16,17,18, y un modelo de ratón SADI-S podría ser útil para evaluar los efectos de SADI-S a pesar de la dificultad técnica.
En este artículo, describimos la adaptación del procedimiento SADI-S en ratones (Figura 1B) de manera reproducible. Se presta especial atención a la descripción de los cuidados perioperatorios.
Protocol
Representative Results
Discussion
Las cirugías bariátricas, cuyas técnicas están en constante evolución, parecen ser actualmente el tratamiento más efectivo para la obesidad y las comorbilidades metabólicas asociadas 3,19,20. El procedimiento SADI-S, descrito por primera vez en 20074, es un procedimiento prometedor asociado con mayores efectos metabólicos que otras cirugías de malabsorción. Los modelos animales, particularmente …
Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Agradecemos a Ethicon (Johnson and Johnson surgical technologies) por proporcionar amablemente el cordón de sutura y los clips quirúrgicos. Este trabajo fue apoyado por becas del 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).
