Transplantation hépatique porcine sans pontage veino-veineux comme modèle de donneur à critères étendus
Summary
Dans ce protocole, un modèle de transplantation hépatique orthotopique porcine après entreposage statique à froid d’organes de donneurs pendant 20 h sans pontage veino-veineux pendant la greffe est décrit. L’approche utilise une technique chirurgicale simplifiée avec minimisation de la phase hépatique et une gestion sophistiquée du volume et du vasopresseur.
Abstract
La transplantation hépatique est considérée comme l’étalon-or pour le traitement d’une variété de maladies hépatiques mortelles. Cependant, les problèmes non résolus de l’échec chronique des greffons, des pénuries persistantes de donneurs d’organes et de l’utilisation accrue de greffons marginaux appellent à l’amélioration des concepts actuels, tels que la mise en œuvre de la perfusion des machines d’organes. Afin d’évaluer de nouvelles méthodes de reconditionnement et de modulation du greffon, des modèles translationnels sont nécessaires. En ce qui concerne les similitudes anatomiques et physiologiques avec les humains et les progrès récents dans le domaine de la xénotransplantation, les porcs sont devenus la principale grande espèce animale utilisée dans les modèles de transplantation. Après l’introduction initiale d’un modèle de transplantation hépatique orthotopique porcine par Garnier et al. en 1965, plusieurs modifications ont été publiées au cours des 60 dernières années.
En raison de traits anatomiques spécifiques spécifiques, un pontage veino-veineux pendant la phase anhépatique est considéré comme une nécessité pour réduire la congestion intestinale et l’ischémie entraînant une instabilité hémodynamique et une mortalité périopératoire. Cependant, la mise en place d’un bypass augmente la complexité technique et logistique de la procédure. De plus, des complications associées telles que l’embolie gazeuse, l’hémorragie et la nécessité d’une splénectomie simultanée ont déjà été signalées.
Dans ce protocole, nous décrivons un modèle de transplantation hépatique orthotopique porcine sans pontage veino-veineux. La greffe de foies de donneurs après une conservation statique au froid de 20 h – simulant des conditions de donneur à critères étendus – démontre que cette approche simplifiée peut être réalisée sans altérations hémodynamiques significatives ni mortalité peropératoire et avec une absorption régulière de la fonction hépatique (telle que définie par la production biliaire et le métabolisme hépatique spécifique du CYP1A2). Le succès de cette approche est assuré par une technique chirurgicale optimisée et une gestion sophistiquée du volume anesthésiologiste et du vasopresseur.
Ce modèle devrait présenter un intérêt particulier pour les groupes de travail axés sur l’évolution postopératoire immédiate, les lésions d’ischémie-reperfusion, les mécanismes immunologiques associés et le reconditionnement des organes de donneurs à critères étendus.
Introduction
La transplantation hépatique reste la seule chance de survie dans une variété de maladies différentes conduisant à une insuffisance hépatique aiguë ou chronique. Depuis sa première application réussie dans l’humanité en 1963 par Thomas E. Starzl, le concept de transplantation hépatique a évolué pour devenir une option de traitement fiable appliquée dans le monde entier, principalement en raison des progrès dans la compréhension du système immunitaire, du développement de l’immunosuppression moderne et de l’optimisation des soins périopératoires et des techniques chirurgicales 1,2 . Cependant, le vieillissement de la population et une demande accrue d’organes ont entraîné des pénuries de donneurs, avec une utilisation accrue de greffons marginaux provenant de donneurs à critères élargis et l’émergence de nouveaux défis au cours des dernières décennies. L’introduction et la mise en œuvre généralisée de la perfusion par machine d’organes ouvriraient un éventail de possibilités en ce qui concerne le reconditionnement et la modulation des greffons et contribueraient à atténuer les pénuries d’organes et à réduire la mortalité sur les listes d’attente 3,4,5,6.
Afin d’évaluer ces concepts et leurs effets in vivo, des modèles de transplantation translationnelle sont nécessaires7. En 1983, Kamada et al. ont introduit un modèle orthotopique efficace de transplantation hépatique chez le rat qui a depuis été largement modifié et appliqué par des groupes de travail du monde entier 8,9,10,11. Le modèle orthotopique de transplantation hépatique chez la souris est techniquement plus exigeant, mais aussi plus précieux en termes de transférabilité immunologique, et a été signalé pour la première fois en 1991 par Qian et al.12. Malgré les avantages en termes de disponibilité, de bien-être animal et de coûts, les modèles de rongeurs sont limités dans leur applicabilité en milieu clinique7. Par conséquent, de grands modèles d’animaux sont nécessaires.
Ces dernières années, les porcs sont devenus la principale espèce animale utilisée pour la recherche translationnelle en raison de leurs similitudes anatomiques et physiologiques avec les humains. En outre, les progrès actuels dans le domaine de la xénotransplantation pourraient encore accroître l’importance des porcs en tant qu’objets de recherche13,14.
Garnier et al. ont décrit un modèle de transplantation hépatique chez le porc dès 196515. Plusieurs auteurs, dont Calne et al. en 1967 et Chalstrey et al. en 1971, ont par la suite signalé des modifications, conduisant finalement à un concept sûr et réalisable de transplantation hépatique porcine expérimentale dans les décennies suivantes 16,17,18,19,20,21.
Plus récemment, différents groupes de travail ont fourni des données sur les problèmes actuels de transplantation hépatique à l’aide d’une technique de transplantation hépatique orthotopique porcine, incluant presque invariablement un pontage veino-veineux actif ou passif, c’est-à-dire porto-caval,19,22. La raison en est une intolérance spécifique à l’espèce au clampage de la veine cave inférieure et de la veine porte pendant la phase anhépatique en raison d’un intestin comparativement plus gros et de moins de shunts porto-caval ou cavo-caval (par exemple, absence de veine azygos), entraînant une augmentation de la morbidité et de la mortalité périopératoires23. Les techniques de transplantation de veine cave inférieure appliquées chez des receveurs humains comme alternative ne sont pas réalisables car la veine cave inférieure porcine est enveloppée de tissu hépatique23.
Cependant, l’utilisation d’un pontage veino-veineux augmente encore la complexité technique et logistique d’une intervention chirurgicale déjà exigeante, empêchant ainsi les groupes de travail de tenter la mise en œuvre complète du modèle. Outre les effets physiologiques et immunologiques directs d’un pontage, certains auteurs ont souligné la morbidité importante telle que la perte de sang ou l’embolie gazeuse lors de la pose du shunt et la nécessité d’une splénectomie simultanée, affectant potentiellement les résultats à court et à long terme après la greffe24,25.
Le protocole suivant décrit une technique simple de transplantation hépatique orthotopique porcine après entreposage frigorifique statique des organes du donneur pendant 20 h, représentant des conditions de donneur à critères étendus sans utilisation d’un pontage veino-veineux pendant la greffe, y compris l’obtention du foie du donneur, la préparation de la table arrière, l’hépatectomie du receveur et la prise en charge anesthésiologique pré- et peropératoire.
Ce modèle devrait présenter un intérêt particulier pour les groupes de travail chirurgicaux axés sur l’évolution postopératoire immédiate, les lésions d’ischémie-reperfusion, le reconditionnement des organes donneurs à critères étendus et les mécanismes immunologiques associés.
Protocol
Representative Results
Discussion
Les développements techniques récents tels que l’introduction de la perfusion automatique ont le potentiel de révolutionner le domaine de la transplantation hépatique. Afin de traduire les concepts de reconditionnement ou de modification du greffon en milieu clinique, les modèles de transplantation reproductibles chez les grands animaux sont inévitables.
Après l’introduction initiale de la transplantation hépatique orthotopique porcine, plusieurs auteurs ont travaillé sur l’amé…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Les auteurs remercient Britta Trautewig, Corinna Löbbert, Astrid Dinkel et Ingrid Meder pour leur diligence et leur engagement. En outre, les auteurs remercient Tom Figiel pour la production du matériel photographique.
Materials
| Abdominal retractor | No Company Name available | No Catalog Number available | |
| Aortic clamp, straight | Firma Martin | No Catalog Number available | |
| Arterial Blood Sampler Aspirator (safePICOAspirator) 1.5 mL | Radiometer Medical ApS | 956-622 | |
| Atropine (Atropinsulfat 0.5 mg/1 mL) | B.Braun | 648037 | |
| Backhaus clamp | Bernshausen | BF432 | |
| Bipolar forceps, 23 cm | SUTTER | 780222 SG | |
| Bowl 5 L, 6 L, 9 L | Chiru-Instrumente | 35-114327 | |
| Braunol Braunoderm | B.Braun | 3881059 | |
| Bulldog clamp | Aesculap | No Catalog Number available | |
| Button canula | Krauth + Timmermann GmbH | 1464LL1B | |
| Calcium gluconate (2.25 mmol/10 mL (10%)) | B.Braun | 2353745 | |
| Cell Saver (Autotransfusion Reservoir) | Fresenius Kabi AG | 9108471 | |
| Central venous catheter 7Fr., 3 Lumina, 30 cm 0.81 mm | Arrow | AD-24703 | |
| Clamp | INOX | B-17845 / BH110 / B-481 | |
| Clamp | Aesculap | AN909R | |
| Clamp, 260 mm | Fehling Instruments GMbH &Co.KG | ZAU-2 | |
| Clip Forceps, medium | Ethicon | LC207 | |
| Clip forceps, small | Ethicon | LC107 | |
| CPDA-1 solution | Fresenius Kabi AG | 41SD09AA00 | |
| Custodiol (Histidin-Tryptophan-Ketogluterat-Solution) | Dr.Franz Köhler Chemie GmbH | 2125921 | |
| Dissecting scissors | LAWTON 05-0641 | No Catalog Number available | |
| Dissecting scissors, 180 mm | Metzenbaum | BC606R | |
| Endotracheal tube 8.0 mm | Covetrus | 800764 | |
| Epinephrine (Adrenalin 1:1000) | InfectoPharm | 9508734 | |
| Falcon Tubes 50ml | Greiner | 227 261 L | |
| Femoralis clamp | Ulrich | No Catalog Number available | |
| Fentanyl 0.1mg | PanPharma | 00483 | |
| Forceps, anatomical | Martin | 12-100-20 | |
| Forceps, anatomical, 250 mm | Aesculap | BD052R | |
| Forceps, anatomical, 250 mm | Aesculap | BD032R | |
| Forceps, anatomical, 250 mm | Aesculap | BD240R | |
| Forceps, surgical | Bernshausen | BD 671 | |
| Forceps, surgical | INOX | B-1357 | |
| G40 solution | Serag Wiessner | 10755AAF | |
| Gelafundin ISO solution 40 mg/mL | B. Braun | 210257641 | |
| Guidewire with marker | Arrow | 14F21E0236 | |
| Haemostatic gauze ("Tabotamp" 5 x 7.5 cm) | Ethicon | 474273 | |
| Heparin sodium 25,000IE | Ratiopharm | W08208A | |
| Hico-Aquatherm 60 | Hospitalwerk | No Catalog Number available | |
| Infusion Set Intrafix | B.Braun | 4062981 L | |
| Intrafix SafeSet 180 cm | B.Braun | 4063000 | |
| Introcan Safety, 18 G | B.Braun | 4251679-01 | |
| Isofluran CP | CP-Pharma | No Catalog Number available | |
| Large-bore venous catheter, 7Fr. | Edwards Lifesciences | I301F7 | |
| Ligaclip, medium | Ethicon | LT200 | |
| Ligaclip, small | Ethicon | LT100 | |
| Material scissors | Martin | 11-285-23 | |
| Methylprednisolone (Urbason solubile forte 250 mg) | Sanofi | 7823704 | |
| Monopolar ERBE ICC 300 | Fa. Erbe | No Catalog Number available | |
| NaCl solution (0.9%) | Baxter | 1533 | |
| Needle holder | Aesculap | BM36 | |
| Needle holder | Aesculap | BM035R | |
| Needle holder | Aesculap | BM 67 | |
| Neutral electrode | Erbe Elektromedizin GmbH Tübingen | 21191 – 060 | |
| Norepinephrine (Sinora) | Sintetica GmbH | 04150124745717 | |
| Omniflush Sterile Filed 10 mL | B.Braun | 3133335 | |
| Original Perfusorline 300 cm | B.Braun | 21E26E8SM3 | |
| Overhold clamp | INOX | BH 959 | |
| Overhold clamp | Ulrich | CL 2911 | |
| Pentobarbital sodium(Release 500 mg/mL) | WDT, Garbsen | 21217 | |
| Perfusers | B.Braun | 49-020-031 | |
| Perfusor Syringe 50 mL | B.Braun | 8728810F | |
| Petri dishes 92 x 17 mm | Nunc | 150350 | |
| Poole Suction Instrument Argyle flexibel | Covidien, Mansfield USA | 20C150FHX | |
| Potassium chloride (7.45%) | B.Braun | 4030539078276 | |
| Pressure measurement set | Codan pvb Medical GmbH | 957179 | |
| Propofol (1%) | CP-Pharma | No Catalog Number available | |
| S-Monovette 2.6 mL K3E | Sarstedt | 04.1901 | |
| S-Monovette 2.9 mL 9NC | Sarstedt | 04.1902 | |
| S-Monovette 7.5 mL Z-Gel | Sarstedt | 11602 | |
| Sartinski clamp | Aesculap | No Catalog Number available | |
| Scalpel No.11 | Feather Safety Razor Co.LTD | 02.001.40.011 | |
| Scissors | INOX | BC 746 | |
| Seldinger Arterial catheter | Arrow | SAC-00520 | |
| Sodium bicarbonate (8.4%) | B.Braun | 212768082 | |
| Sterilization Set ("ProSet Preparation Kit CVC") | B.Braun | 4899719 | |
| Sterofundin ISO solution | B.Braun | No Catalog Number available | |
| Suction | Dahlhausen | 07.068.25.301 | |
| Suction Aesculap Securat 80 | Aesculap | No Catalog Number available | |
| Suction catheter | ConvaTec | 5365049 | |
| Sultamicillin (Unacid: 2000 mg Ampicillin/1000 mg Sulbactam) | Pfizer | DL253102 | |
| Suprapubic urinary catheter, "bronchialis", 50 cm | ConvaTec | UK 1F02772 | |
| Suprasorb ("Toptex lite RK") | Lohmann & Rauscher | 31654 | |
| Suture Vicryl 3-0 | Ethicon | VCP 1218 H | |
| Suture Vicryl 4-0 | Ethicon | V392H | |
| Suture, Prolene 4-0 | Ethicon | 7588 H | |
| Suture, Prolene 5-0, double armed | Ethicon | 8890 H | |
| Suture, Prolene 5-0, single armed | Ethicon | 8720 H | |
| Suture, Prolene 6-0, double armed | Ethicon | 7230 H | |
| Suture, Prolene 6-0, single armed | Ethicon | EH 7406 H | |
| Suture, Prolene: blau 3-0 | Ethicon | EH 7499H | |
| Suture, Safil 2/0 | Aesculap | C 1038446 | |
| Suture, Terylene 0 | Serag Wiessner | 353784 | |
| Syringe 2 mL, 5 mL, 10 mL, 20 mL | B.Braun | 4606027V | |
| TransferSet "1D/X-double" steril 330 cm | Fresenius Kabi AG | 2877101 | |
| Ultrasound Butterfly IQ+ | Butterfly Network Inc. | 850-20014 | |
| Ventilator "Oxylog Dräger Fl" | Dräger Medical AG | No Catalog Number available | |
| Yankauer Suction | Medline | RA19GMD | |
| Zoletil 100 mg/mL (50 mg Zolazepam, 50 mg tiletamin) | Virbac | 794-861794861 |
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