طريقه منقحه للحث علي الوذمه اللمفية الثانوية في الأطراف السفلية من الفئران
Summary
هذا النموذج الحيواني يمكن الباحثين من حمل الوذمه اللمفية الثانوية ذات الدلالة الاحصائيه في الطرف السفلي من الفئران ، والتي تدوم 8 أسابيع علي الأقل. ويمكن استخدام هذا النموذج لدراسة الفيزيولوجيا المرضية من الوذمه اللمفية والتحقيق في خيارات العلاج الرواية.
Abstract
النماذج الحيوانية ذات اهميه قصوى في البحث عن الوذمه اللمفية من أجل فهم الفيزيولوجيا المرضية للمرض ولكن أيضا لاستكشاف خيارات العلاج المحتملة. هذا النموذج الماوس يسمح للباحثين للحث علي ذمه لمفية كبيره تدوم 8 أسابيع علي الأقل. يتم الحث علي الوذمه اللمفية باستخدام مزيج من العلاج بالاشعه والاستئصال الجراحي للمفاويات. هذا النموذج يتطلب ان الفئران الحصول علي جرعه من 10 غراي (غراي) الإشعاع قبل وبعد الجراحة. الجزء الجراحي من النموذج ينطوي علي ربط ثلاثه الاوعيه الليمفاوية واستخراج اثنين من الغدد الليمفاوية من مؤخر الماوس. الحصول علي الاداات الجراحية الدقيقة والمجهر أمر ضروري ، وذلك بسبب الهياكل التشريحية الصغيرة من الفئران. ميزه هذا النموذج هو انه يؤدي إلى الوذمه اللمفية ذات الدلالة الاحصائيه ، والتي توفر أساسا جيدا لتقييم خيارات العلاج المختلفة. وهو أيضا خيار كبير ومتاح بسهوله للتدريب الجراحي المجهري. الحد من هذا النموذج هو ان الاجراء يمكن ان يكون مضيعه للوقت ، وخاصه إذا لم تمارس مقدما. ينتج النموذج عن الوذمه اللمفية القابلة للقياس الكمي بشكل موضوعي في الفئران ، دون التسبب في اعتلال شديد وقد تم اختبارها في ثلاثه مشاريع منفصلة.
Introduction
تتميز الوذمه اللمفية بتراكم السائل الليمفاوي الذي يؤدي إلى تورم الانسجه الموضعية ، والذي يحدث بشكل رئيسي بسبب ضعف أو تعطل تدفق السائل الليمفاوي في الاوعيه اللمفاوية1. يمكن ان تضعف تدفق الليمفاوية أو تعطل بسبب العدوى, انسداد, أصابه أو عيوب خلقيه في الجهاز اللمفاوي2. هذه المسببات تؤدي إلى تراكم السائل اللمفاوي ، مما يؤدي إلى حاله مزمنة من التهاب ، مما يؤدي إلى التليف اللاحق ، فضلا عن ترسب الانسجه الدهنية3. يمكن تصنيف الوذمه اللمفية علي انها الوذمه اللمفية الاوليه أو الثانوية. وذمه لمفية الاوليه بسبب تشوات النمو أو الطفرة الجينية2,4. تحدث الوذمه اللمفية الثانوية بسبب الامراض الجهازية الاساسيه أو الجراحة أو الصدمات2،4. الوذمه اللمفية الثانوية هي الشكل الأكثر شيوعا من الوذمه اللمفية في العالم2. في البلدان المتقدمة ، السبب الأكثر شيوعا للوذمه اللمفية الثانوية هو العلاج بالأورام مثل المعالجة الاشعاعيه المساعد وتشريح العقدة الليمفاوية5. الوذمه اللمفية هي الأكثر شيوعا بين مرضي سرطان الثدي ، ولكن يمكن أيضا ان تتطور في المرضي الذين يعانون من امراض النسائية ، الميلانوما ، البولي التناسلي أو سرطان الرقبة6. وقد اقترح ان من بين جميع النساء تشخيص سرطان الثدي, 21% سوف تتطور الوذمه اللمفية7.
يمكن ان تكون الوذمه اللمفية مرهقه للمريض جسديا ونفسانيا. المرضي الذين يعانون من الوذمه اللمفية لديهم زيادة خطر الاصابه5,8,9, سوء نوعيه الحياة ويمكن ان تتطور القلق الاجتماعي واعراض الاكتئاب10. مضاعفات الوذمه اللمفية المزمنة تؤدي إلى ارتفاع تكلفه الرعاية وزيادة عبء المرض9,11. وقد أشارت النتائج أيضا إلى ان الوذمه اللمفية قد تترافق مع زيادة خطر الوفاة بعد علاج سرطان الثدي12. الاداره المحافظة مثل ضغط المنطقة المصابة ، والصرف الليمفاوي اليدوي والعناية بالبشرة العامة لا تزال نهج الخط الأول. لا يوجد حاليا اي علاج علاجي6. علي الرغم من التقدم المحرز في مجال العلاج الجراحي والطبي ، لا يزال هناك مجال للتحسين. المزيد من البحوث ، وتوفير البصيرة في الفيزيولوجيا المرضية وتطور المرض ، وهناك حاجه لتمكين الأطباء لتوفير أفضل خيارات العلاج للمرضي5.
وتستخدم النماذج الحيوانية في البحوث قبل السريرية لفهم الفيزيولوجيا المرضية للامراض وتطوير خيارات العلاج المحتملة. وقد أنشئت عده نماذج مختلفه الحيوانية الوذمه اللمفية في أنياب13,14, الأرانب15, الأغنام16, الخنازير17,18 والقوارض19,20, 21،22،23،24. نموذج القوارض يبدو ان النموذج الأكثر فعاليه من حيث التكلفة, عند التحقيق في أعاده بناء الوظيفة اللمفاوية, بسبب القوارض يجري الوصول اليها بسهوله ومنخفضه السعر نسبيا25. وقد ركزت غالبيه نماذج الفئران علي الحث علي الوذمه اللمفية في ذيل الفئران21،22،23. نموذج الذيل موثوق جدا ولكن التقنية الجراحية الدقيقة للحث علي الوذمه اللمفية تختلف بشكل كبير في المواد المنشورة السابقة. وهذا يؤدي إلى تقلبات في مده ومتانة المتقدمة الوذمه اللمفية المقدمة في المعروفة25. ويجري أيضا استخدام تقنيات مختلفه للحث علي الوذمه اللمفية في نموذج الأطراف السفلية ، كما انها تسفر عن نتائج متفاوتة ، ولكن قد يكون من الأسهل فهم نموذج الأطراف السفلية من منظور انتقالي. وقد أعاقت نماذج الوذمه اللمفية السابقة عن طريق قرار الوذمه اللمفية العفوية ، التالي هناك حاجه إلى نموذج اللمفية القابلة للاستنساخ ودائم25. وقد حاول الباحثون في السابق لزيادة جرعه من الإشعاع ، لمنع القرار الوذمه اللمفية العفوية ، ولكن هذا قد ادي في كثير من الأحيان إلى اعتلال شديد اللاحقة25.
ينتج هذا النموذج عن الوذمه اللمفية ذات الدلالة الاحصائيه ، دون التسبب في اعتلال شديد ، من خلال الجمع بين الجراحة المجهرية والإشعاع. وقد تم تنقيح النموذج من نموذج الجراحية السابقة عن طريق أضافه جرعه من التشعيع الذي يحفز الوذمه اللمفية, دون التسبب في اعتلال شديد26. كما يوفر فرصه كبيره للتدريب الجراحي المجهري. الحصول علي المعدات الجراحية الدقيقة والمجهر ضروري ، وذلك بسبب الهياكل التشريحية الصغيرة للفئران. ويمكن اجراء العملية الجراحية عندما يكون المستخدم قد تم تدريس التقنيات الجراحية الدقيقة الاساسيه ، مثل خياطه مع الاداات الجراحية المجهرية. المشغلين الذين يؤدون هذا الاجراء شاهدوا جميع أشرطه الفيديو التعليمية من قبل Acland علي الشروط المسبقة للمهارات الجراحية الدقيقة (1981) وتقنيه الخياطة المجهرية الاساسيه (1985). نوصي بممارسه العملية الجراحية 8 − 10 مرات قبل استخدامها في البحوث. ممارسه الاجراء يضمن ان يتم اجراء عدد اقل من الأخطاء وان الاجراء يمكن ان يؤديها بشكل أكثر كفاءه. عندما يتقن ، يمكن اجراء العملية الجراحية في 45 دقيقه.
Protocol
Representative Results
Discussion
وهناك بضع خطوات حاسمه في هذا البروتوكول. أولا ، من المهم ان الباحثين اتخاذ احتياطات السلامة عند العمل مع النشاط الإشعاعي. ثانيا ، خلال الجزء الجراحي من هذا البروتوكول ، من المهم ان تبدا الاجراء مره واحده وقد تم تخدير الماوس والانتهاء منه دون فواصل لا لزوم لها. هذا أمر مهم لتجنب فتره طويلة ب?…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
ويشكر المؤلفان بيتر بولين ، رئيس المختبر الطبي الحيوي لإقراضهما المعدات اللازمة لتسجيل اللقطات التي شوهدت من خلال المجاهر.
Materials
| 10-0 Nylon suture | S&T | 12051-10 | |
| 6-0 Nylon suture – Dafilon | B Braun | C0933112 | |
| Coagulator – ICC 50 | ERBE | ||
| Cotton tipped applicators | Yibon medical co | ||
| Dissecting forceps | Lawton | 09-0190 | |
| Elastic retractors | Odense University Hospital | ||
| Electrical clipper | Aesculap | GT420 | |
| Fentanyl 0,315 mg/ml | Matrix | ||
| Heating pad – PhysioSuite | Kent Scientific Corp. | ||
| Isoflurane 1000mg Attane | Scan Vet | ||
| Isoflurane vaporizer – PPV | Penlon | ||
| Micro jewler forceps | Lawton | 1405-05 | |
| Micro Needle holder | Lawton | 25679-14 | |
| Micro scissors | Lawton | 10128-15 | |
| Micro tying forceps | Lawton | 43953-10 | |
| Microfine U-40 syringe 0,5ml | BD | 328821 | |
| Microlance syringe 25g | BD | ||
| Microlance syringe 27g | BD | ||
| Midazolam 5 mg/ml (hameln) | Matrix | ||
| Needle holder – Circle wood | Lawton | 08-0065 | |
| Non woven swabs | Selefa | ||
| Opmi pico microscope F170 | Zeiss | ||
| Patent blue V – 25 mg/ml | Guerbet | ||
| Scissors – Joseph | BD | RH1630 | |
| Siemens INVEON multimodality pre-clinical scanner | Siemens pre-clinical solutions | ||
| Source of radiation – D3100 | Gulmay | ||
| Stata Statistical Software: Release 15 | StataCorp LLC | ||
| Temgesic – 0,2 mg | Indivior | ||
| Vet eye ointment – viscotears | Bausch & Lomb |
References
- Lawenda, B. D., Mondry, T. E., Johnstone, P. A. S. Lymphedema: a primer on the identification and management of a chronic condition in oncologic treatment. CA: A Cancer Journal for Clinicians. 59 (1), 8-24 (2009).
- Greene, A. K., Greene, A. K., Slavin, S. A., Brorson, H. Epidemiology and morbidity of lymphedema. Lymphedema: Presentation, Diagnosis, and Treatment. , 33-44 (2015).
- Hespe, G. E., Nores, G. G., Huang, J. J., Mehrara, B. J. Pathophysiology of lymphedema-Is there a chance for medication treatment?. Journal of Surgical Oncology. 115 (1), 96-98 (2017).
- Grada, A. A., Phillips, T. J. Lymphedema: Pathophysiology and clinical manifestations. Journal of the American Academy of Dermatology. 77 (6), 1009-1020 (2017).
- Chang, D. W., Masia, J., Garza, R., Skoracki, R., Neligan, P. C. Lymphedema: Surgical and Medical Therapy. Plastic and Reconstructive Surgery. 138 (3 Suppl), 209S-218S (2016).
- Carl, H. M., et al. Systematic Review of the Surgical Treatment of Extremity Lymphedema. Journal of Reconstructive Microsurgery. 33 (6), 412-425 (2017).
- DiSipio, T., Rye, S., Newman, B., Hayes, S. Incidence of unilateral arm lymphoedema after breast cancer: a systematic review and meta-analysis. The Lancet Oncology. 14 (6), 500-515 (2013).
- Douglass, J., Graves, P., Gordon, S. Self-Care for Management of Secondary Lymphedema: A Systematic Review. PLoS Neglected Tropical Diseases. 10 (6), e0004740 (2016).
- Shih, Y. C. T., et al. Incidence, treatment costs, and complications of lymphedema after breast cancer among women of working age: a 2-year follow-up study. Journal of Clinical Oncology. 27 (12), 2007-2014 (2009).
- Ridner, S. H. The psycho-social impact of lymphedema. Lymphatic Research and Biology. 7 (2), 109-112 (2009).
- Gutknecht, M., et al. Cost-of-illness of patients with lymphoedema. Journal of the European Academy of Dermatology and Venereology. 31 (11), 1930-1935 (2017).
- Hayes, S., et al. Prevalence and prognostic significance of secondary lymphedema following breast cancer. Lymphatic Research and Biology. 9 (3), 135-141 (2011).
- Danese, C. A., Georgalas-Bertakis, M., Morales, L. E. A model of chronic postsurgical lymphedema in dogs’ limbs. Surgery. 64 (4), 814-820 (1968).
- Das, S. K., Franklin, J. D., O’Brien, B. M., Morrison, W. A. A practical model of secondary lymphedema in dogs. Plastic and Reconstructive Surgery. 68 (3), 422-428 (1981).
- Huang, G. K., Hsin, Y. P. An experimental model for lymphedema in rabbit ear. Microsurgery. 4 (4), 236-242 (1983).
- Tobbia, D., et al. Lymphedema development and lymphatic function following lymph node excision in sheep. Journal of Vascular Research. 46 (5), 426-434 (2009).
- Lahteenvuo, M., et al. Growth factor therapy and autologous lymph node transfer in lymphedema. Circulation. 123 (6), 613-620 (2011).
- Honkonen, K. M., et al. Lymph node transfer and perinodal lymphatic growth factor treatment for lymphedema. Annals of Surgery. 257 (5), 961-967 (2013).
- Wang, G. Y., Zhong, S. Z. A model of experimental lymphedema in rats’ limbs. Microsurgery. 6 (4), 204-210 (1985).
- Oashi, K., et al. A new model of acquired lymphedema in the mouse hind limb: a preliminary report. Annals of Plastic Surgery. 69 (5), 565-568 (2012).
- Slavin, S. A., Van den Abbeele, A. D., Losken, A., Swartz, M. A., Jain, R. K. Return of lymphatic function after flap transfer for acute lymphedema. Annals of Surgery. 229 (3), 421-427 (1999).
- Cheung, L., et al. An experimental model for the study of lymphedema and its response to therapeutic lymphangiogenesis. BioDrugs : Clinical Immunotherapeutics, Biopharmaceuticals and Gene Therapy. 20 (6), 363-370 (2006).
- Rutkowski, J. M., Moya, M., Johannes, J., Goldman, J., Swartz, M. A. Secondary lymphedema in the mouse tail: Lymphatic hyperplasia, VEGF-C upregulation, and the protective role of MMP-9. Microvascular Research. 72 (3), 161-171 (2006).
- Tammela, T., et al. Therapeutic differentiation and maturation of lymphatic vessels after lymph node dissection and transplantation. Nature Medicine. 13 (12), 1458-1466 (2007).
- Frueh, F. S., et al. Animal models in surgical lymphedema research–a systematic review. Journal of Surgical Research. 200 (1), 208-220 (2016).
- Jorgensen, M. G., et al. Quantification of Chronic Lymphedema in a Revised Mouse Model. Annals of Plastic Surgery. 81 (5), 594-603 (2018).
- Frueh, F. S., et al. High-resolution 3D volumetry versus conventional measuring techniques for the assessment of experimental lymphedema in the mouse hindlimb. Scientific Reports. 6, 34673 (2016).
- Biau, D. J., Kerneis, S., Porcher, R. Statistics in brief: the importance of sample size in the planning and interpretation of medical research. Clinical Orthopaedics and Related Research. 466 (9), 2282-2288 (2008).
- Korula, P., Varma, S. K., Sunderrao, S. Inhibition of wound contraction by point-to-point adherent splintage. Plastic and Reconstructive Surgery. 95 (4), 725-730 (1995).
- Komatsu, E., et al. Lymph Drainage During Wound Healing in a Hindlimb Lymphedema Mouse Model. Lymphatic Research and Biology. 15 (1), 32-38 (2017).
