Teknisk forbedring af en bilateral renal iskæmi-reperfusionsmusemodel til forskning i akut nyreskade

Summary

Denne undersøgelse etablerede en protokol med fokus på den tekniske forfining af en musemodel af bilateral renal iskæmi-reperfusion til forskning i akut nyreskade.

Abstract

Hjertestop udgør en stor folkesundhedsbyrde. Akut nyreskade (AKI) er en negativ markør hos overlevende efter hjertestop efter tilbagevenden af spontan cirkulation (ROSC) efter vellykket hjerte-lungeredning. Omvendt er genopretning af nyrefunktion fra AKI en forudsigelse for gunstige neurologiske resultater og hospitalsudskrivning. Imidlertid mangler en effektiv intervention for at forhindre nyreskade forårsaget af hjertestop efter ROSC, hvilket tyder på, at der kræves yderligere terapeutiske strategier. Renal hypoperfusion og reperfusion er to patofysiologiske mekanismer, der forårsager AKI efter hjertestop. Dyremodeller af iskæmi-reperfusionsinduceret AKI (IR-AKI) af begge nyrer er sammenlignelige med patienter med AKI efter ROSC i kliniske omgivelser. IR-AKI af begge nyrer er dog teknisk udfordrende at analysere, fordi modellen er forbundet med høj dødelighed og stor variation i nyreskade, hvilket kan påvirke analysen. Letvægtsmus blev valgt, placeret under generel anæstesi med isofluran, udsat for kirurgi med en dorsolateral tilgang, og deres kropstemperatur opretholdes under drift, hvorved vævsskade reduceres og etablering af en reproducerbar akut renal IR-AKI forskningsprotokol.

Introduction

Hjertestop forekommer mere end 80.000 gange årligt i USA ^1,2. Dødeligheden ved hjertestop er ekstremt høj 3,4,5,6. AKI er en væsentlig risikofaktor forbundet med høj dødelighed og dårlige neurologiske resultater hos patienter med hjertestop efter ROSC 7,8,9,10,11,12,13. Genopretning fra AKI er en god forudsigelse for gunstige neurologiske resultater og udskrivning fra hospitalet^14,15,16. Imidlertid mangler effektive terapier til IR-AKI stadig 15,16,17,18,19. Yderligere terapeutiske strategier er nødvendige for yderligere at forbedre de kliniske resultater af sygdommen.

IR-AKI med bilateral renal iskæmi tilgang er en af de dyremodeller, der anvendes til AKI forskning 20,21,22,23,24,25,26. Renal IR-AKI dyremodeller er mindre komplicerede end en helkrops IR-skademodel til undersøgelse af AKI hos patienter med pludseligt hjertestop efter ROSC 6,27,28,29,30. Dette indebærer, at konsistente resultater fra en renal IR-AKI dyremodel er lettere at opnå på grund af tilstedeværelsen af færre forstyrrende faktorer i forsøg. Desuden involverer renal IR-AKI protokoller almindeligvis en ensidig eller bilateral renal pedikelokklusion. Betingelser i forsøg med bilateral renal IR-AKI er sammenlignelige med kliniske tilstande for AKI efter ROSC hos patienter med pludseligt hjertestop efter vellykket hjerte-lungeredning. Selvom nyrernes patologiske egenskaber i begge modeller afspejler de patologiske egenskaber ved human renal IR-skade 31,32,33, er en bilateral renal iskæmi-tilgang mere relevant for AKI under humane patologiske tilstande, såsom hjertesvigt^, vasokonstriktion og septisk shock ³⁵. Bilaterale renale IR-AKI dyremodeller er egnede til studier med fokus på nyre-IR-skader ved hjertestop efter ROSC.

Bilaterale renal IR-AKI modeller er forbundet med tekniske vanskeligheder, eksperimentel kompleksitet og lang kirurgisk varighed 23,26,32,33,35,36. For at overvinde disse tekniske vanskeligheder etablerede denne undersøgelse en pålidelig bilateral IR-AKI forskningsprotokol i mus ved at foretage nogle tekniske ændringer. Den foreslåede protokol resulterede i færre kirurgiske komplikationer, mindre vævsskade og en lavere sandsynlighed for dødelighed under operationen. Derfor kan det bruges til at undersøge de patofysiologiske processer i AKI efter ROSC for at udvikle nye terapeutiske strategier mod renal hypoperfusion og reperfusionsskade^37,38,39.

Protocol

Alle dyreforsøg blev udført i overensstemmelse med vejledningen til pleje og brug af forsøgsdyr, udgivet af US National Institutes of Health (NIH-publikation nr. 85-23, revideret 1996). Undersøgelsesprotokollen blev godkendt af og i overensstemmelse med retningslinjerne fra Institutional Animal Care and Use Committee ved Fu-Jen Catholic University. Se materialefortegnelsen for detaljer om alle materialer og instrumenter, der anvendes i denne protokol. 1. Kla…

Representative Results

Kvaliteten af den bilaterale renale IR-AKI kirurgi bør vurderes før yderligere mikroskopisk eller molekylær analyse. Under operationen bør nyreiskæmi bekræftes ved at se, om nyrerne har ændret farve fra lyserød til mørkerød kort efter, at nyrepediklen er fastspændt med et mikrovaskulært klip (figur 1). Efter operationen kan nyreskader forårsaget af IR-AKI kirurgi valideres yderligere med et par mikroliter serum gennem submandibulær blodindsamling til biokemisk analyse, hvor res…

Discussion

Den foreslåede bilaterale IR-AKI-protokol er egnet til undersøgelse af mekanismen for hypoperfusion og reperfusionsskade i begge nyrer. Protokollen antyder, at lette mus, generel anæstesi med isofluran, en dorsolateral tilgang til operationen og vedligeholdelse af kropstemperatur under operationen mindsker de tilknyttede tekniske vanskeligheder, forkorter operationens varighed og øger konsistensen af proceduren for akut bilateral renal IR-AKI forskning.

Tekniske vanskeligheder påvirker sv…

Materials

Absorbable Suture, 6-0	Ethicon	J510G-BX
Betadine solution	Shineteh Istrument
Carprofen	Sigma	PHR1452
Cotton balls	Shineteh Istrument
Graefe Forceps	Fine Science Tools	11051-10
Heating pad	Shineteh Istrument
Isoflurane	Piramal Critical Care Inc.	26675-46-7
Moria Vessel Clamp	Fine Science Tools	18320-11
Olsen-Hegar needle holder	Fine Science Tools	12002 – 12
Saline	Shineteh Istrument
Scalpel blades	Shinva	s2646
Small Animal Anesthesia Machine	Sheng-Cing Instruments Co.	STEP AS-01
Tissue scissors	Fine Science Tools	14072 – 10