Estabelecimento de um Modelo de Rato Simples e Eficaz para Imagem Intraoperatória da Glândula Paratireoide
Summary
Até o momento, o desenvolvimento de métodos de identificação da glândula paratireoide (PG) é limitado pela falta de modelos animais na pesquisa pré-clínica. Aqui, estabelecemos um modelo de rato simples e eficaz para imagens de PG intraoperatórias e avaliamos sua eficácia usando nanopartículas de óxido de ferro como um novo agente de contraste PG.
Abstract
A identificação da glândula paratireoide (PG) é uma necessidade crítica não atendida na tireoidectomia. A identificação do PG é um desafio na cirurgia da tireoide, pois é semelhante em cor à glândula tireoide. A falta de modelos animais eficazes na pesquisa pré-clínica é uma grave limitação para o desenvolvimento de técnicas de identificação de PG. Este protocolo permite o estabelecimento de um modelo de rato simples e eficaz para a identificação de PG. Neste modelo, as nanopartículas de óxido de ferro preto (IONPs) são injetadas localmente na glândula tireoide e rapidamente difundidas dentro da glândula tireoide, mas não no PG. Um PG corado negativamente e uma glândula tireoide positivamente corada podem ser facilmente identificados a olho nu sem a necessidade de microscópios externos. A posição do PG pode ser identificada pelo aumento do contraste de cores entre a glândula tireoide e o PG, com base na cor dos IONPs pretos. Este modelo de rato é de baixo custo e conveniente para a identificação de PG, e os IONPs são um novo agente de contraste PG.
Introduction
A glândula paratireoide (PG) é uma pequena glândula endócrina de forma oval localizada no pescoço de humanos e outros vertebrados, que produzem e secretam hormônios paratireoidianos para regular e equilibrar os níveis de cálcio e fósforo no sangue e nos ossos1. Os seres humanos geralmente têm dois pares de PG localizados atrás dos lobos da glândula tireoide em locais variáveis; o tamanho do PG humano normalmente mede 6 mm x 4 mm x 2 mm, com um peso de aproximadamente 35-40 mg2. A remoção ou dano do PG causa hipoparatireoidismo (HP), um distúrbio endócrino caracterizado por hipocalcemia e níveis baixos ou indetectáveis de hormônios paratireoidianos, que causam uma ampla gama de sintomas, desde espasmos semelhantes a cãibras a dentes malformados e doenças renais crônicas. Algumas dessas complicações são fatais (por exemplo, insuficiência cardíaca e convulsão)3,4,5; assim, PG é essencial na regulação do metabolismo do corpo e sustentação da vida.
A HP é uma das complicações mais comuns após a cirurgia do colo anterior, principalmente na tireoidectomia, um tratamento curativo bem estabelecido para o câncer de tireoide, que é o câncer endócrino mais comum em todo o mundo 6,7. A HP pós-tireoidectomia é predominantemente causada por trauma direto, isquemia ou remoção do PG em cirurgia devido a uma grave falta de capacidade de discriminar de forma confiável o PG dos lobos da glândula tireoide e outros tecidos circundantes (por exemplo, linfonodos e partículas de gordura periféricas) em tempo real na sala de cirurgia. Em 2021, Barrios et al. relataram uma taxa média de mis-section de PG de 22,4% em 1.114 casos de tireoidectomia, e até mesmo cirurgiões experientes que tinham uma taxa de erro mínima de 7,7%8. Tais altas taxas de mis-section de PG são consistentes com outros relatos semelhantes 9,10,11. Assim, a paratireoidectomia incorreta é um fator de risco independente para HP pós-operatória transitória e permanente.
O desenvolvimento de métodos eficazes de identificação intraoperatória de PG é a chave para abordar essa necessidade médica crítica não atendida; no entanto, tem sido severamente limitada pela falta de modelos animais na pesquisa pré-clínica. Até o momento, a maioria das investigações intraoperatórias de identificação de PG tem sido realizada em pacientes humanos e animais de grande porte (por exemplo, cães)12, que são caros e difíceis de receber aprovação ética, expandir o número de sujeitos e repetir os testes. Enquanto isso, o rato, o modelo de vertebrado mais comumente usado em pesquisas biológicas, tem PG extremamente pequeno, com um tamanho inferior a 1 mm13. Devido a essa limitação, os modelos de PG de camundongos raramente têm sido utilizados em pesquisas de identificação de PG intraoperatórias.
Este artigo relata o estabelecimento de um modelo de rato simples, direto e eficaz para estudos de identificação de PG intraoperatórios. Investigamos o uso de ratos nativos de Sprague-Dawley (SD) sem modificações cirúrgicas ou engenharia genética como um modelo animal confiável para testar um agente de contraste de imagem PG, IONPs, em uma cirurgia de tireoidectomia. Este modelo de rato demonstra uma estrutura fisiológica altamente semelhante de PG e do microambiente circundante ao dos seres humanos, e o tamanho do PG de rato é grande o suficiente para ser detectado visualmente em comparação com os de camundongos. A maioria dos ratos tem um PG em cada lado da glândula tireoide. A simplicidade e a eficácia deste modelo de rato foram demonstradas através da realização de imagens PG intraoperatórias com IONP na cirurgia de tireoidectomia.
Protocol
Representative Results
Discussion
Demonstramos uma técnica de imagem negativa guiada por IONPs de PG de ratos usando IONPs pretos, que foram injetados localmente no centro da glândula tireoide e difundidos dentro da glândula tireoide, mas não no PG. Permite a identificação clara do PG a olho nu sem o auxílio de qualquer microscópio. Embora camundongos transgênicos com proteína verde fluorescente seletivamente expressa no PG tenham sido relatados13, o modelo descrito neste artigo é mais simples de executar. Leva apenas ~…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Este estudo foi apoiado pela Fundação Nacional de Ciências Naturais da China (NSFC) (82172598), a Fundação de Ciências Naturais da Província de Zhejiang, China (LZ22H310001), o 551 Projeto de Treinamento de Talentos em Saúde da Comissão de Saúde da Província de Zhejiang, China, e o Projeto de Ciência e Tecnologia Médica e de Saúde da Província de Zhejiang, China (2021KY110).
Materials
| alcohol | Li feng | 9400820067 | |
| anesthesia machine | RWD Company | R520IE | Machine number |
| blade | Daopian | TB-JZ-10# | |
| cylindrical pillow | made by ourselves | ||
| depilatory cream | Nair | TMG-001 | |
| electronic scale | Hong xingda | CN-HXD2 | |
| eosin | Thermo Fisher (Waltham, USA). | C0105S-2 | |
| erythromycin | Shuang ji (Beijing, China) | 200409 | |
| gauze | Fulanns | YY0331-2006 | |
| heating pad | Johon (ShenZhen,China) | JH-36-2006 | |
| hematoxylin | Thermo Fisher (Waltham, USA). | C0105S-1 | |
| insulin injection needle | Jiangyin NanquanMacromolecule | 20170702 | |
| iodophor cotton ball | HOYON | 19-6007 | |
| iron oxide nanoparticle solution | Zhongke Leiming Technology (Beijing, China) | Mag9110-05 | |
| isoflurane | Sigma Aldrich (St Louis USA). | 21112801 | |
| needle holder | Meijun | MH0587 | |
| operation table | BioJane | BJ-P-M | |
| paraformaldehyde solution | Biosharp | 21269333 | |
| rubber | G-CLONE | XT41050 |
|
| scanning machine | Olympus | Slideview VS200 | |
| surgical forceps | Suping | SPHC-0676 | |
| surgical knife handle | Aladdin | S3052-06-1EA | |
| surgical retractor | TOCYTO | 18-4010 | |
| surgical scissors | Suping | SPHC-0795 | |
| surgical towel | Along technology | YCKJ-RJ-036205 | |
| suture | Ethicon | SA84G | |
| suture with needle | Jinhuan (Shanghai,China) | F301 | |
| vascular forceps | Along technology | YCKJ-RJ-016218 | |
| Water Bath-Slide Drier | Hua su (Jinhua, China) | HS-1145 |
References
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