Single-anastomose duodeno-ileal bypass med ærme gastrektomi model i mus
Summary
Single-anastomose duodeno-ileal bypass (SADI-S) er en ny bariatrisk procedure med vigtige metaboliske virkninger. I denne artikel præsenterer vi en pålidelig og reproducerbar model af SADI-S hos mus.
Abstract
Fedme er et stort sundhedsproblem på verdensplan. Som et svar er der opstået bariatriske operationer til behandling af fedme og dets relaterede comorbiditeter (f.eks. Diabetes mellitus, dyslipidæmi, ikke-alkoholisk steatohepatitis, kardiovaskulære hændelser og kræft) gennem restriktive og malabsorptive mekanismer. Forståelse af de mekanismer, hvormed disse procedurer muliggør sådanne forbedringer, kræver ofte, at de overføres til dyr, især hos mus, fordi det er let at generere genetisk modificerede dyr. For nylig er single-anastomose duodeno-ileal bypass med sleeve gastrektomi (SADI-S) opstået som en procedure, der bruger både restriktive og malabsorptive virkninger, som anvendes som et alternativ til gastrisk bypass i tilfælde af større fedme. Hidtil har denne procedure været forbundet med stærke metaboliske forbedringer, hvilket har ført til en markant stigning i dets anvendelse i daglig klinisk praksis. Imidlertid er mekanismerne bag disse metaboliske virkninger blevet dårligt undersøgt som følge af mangel på dyremodeller. I denne artikel præsenterer vi en pålidelig og reproducerbar model af SADI-S i mus med særligt fokus på perioperativ styring. Beskrivelsen og brugen af denne nye gnavermodel vil være nyttig for det videnskabelige samfund til bedre at forstå de molekylære, metaboliske og strukturelle ændringer induceret af SADI-S og til bedre at definere de kirurgiske indikationer for klinisk praksis.
Introduction
Fedme er en ny og endemisk situation med stigende prævalens, der påvirker ca. 1 ud af 20 voksne verden over1. Bariatrisk kirurgi er blevet den mest effektive behandlingsmulighed for de berørte voksne i de senere år, hvilket forbedrer både vægttab og metaboliske lidelser2,3, med variable resultater afhængigt af den anvendte type kirurgisk procedure.
Der er to hovedmekanismer, der er impliceret i virkningerne af de bariatriske procedurer: begrænsning, der sigter mod at øge mæthed (såsom i ærmet gastrektomi (SG), hvor 80% af maven fjernes) og malabsorption. Blandt de procedurer, der indebærer både begrænsning og malabsorption, er den enkelte anastomose duodeno-ileal bypass med sleeve gastrektomi (SADI-S) blevet foreslået som et alternativ til Roux-en-Y gastrisk bypass (RYGB), hvor en vægtforøgelse observeres hos ca. 20% patienter 4,5. I denne teknik er en ærmegastrektomi forbundet med en tyndtarmsomlægning, der deler den i en galde og en kort fælles lem (en tredjedel af den samlede tyndtarmslængde) (figur 1A). Teknisk set har SADI-S den fordel i forhold til RYGB, at den kun kræver en enkelt anastomose, hvilket reducerer driftstiden med ca. 30%. Desuden bevarer denne metode pylorus, hvilket hjælper med at reducere risikoen for mavesårs sygdom og begrænser anastomotisk lækage. SADI-S er også forbundet med en høj grad af metabolisk forbedring, hvilket stærkt favoriserer dets anvendelse i løbet af de sidste par år 6,7.
Da metaboliske virkninger er blevet mere og mere grundlæggende for bariatriske procedurer, synes det afgørende at belyse deres mekanismer. Derfor er brugen af dyremodeller til bariatriske procedurer af største betydning for bedre at forstå deres metaboliske virkninger og de involverede cellulære og molekylære veje8. Disse modeller bidrog f.eks. til en bedre forståelse af ændringen i fødeindtagelse efter SG eller RYGB i et kontrolleret miljø9 og til undersøgelsen af glukose- eller kolesterolstrømme gennem tarmbarrieren10,11; Disse oplysninger er sjældent tilgængelige i kliniske studier. Denne viden kan hjælpe med at definere deres optimale kirurgiske indikationer. Vi har tidligere beskrevet musemodeller af SG og RYGB12. På trods af sine lovende resultater i klinisk praksis er SADI-S kun udviklet og beskrevet hos rotter13,14,15. På grund af sin genetiske formbarhed har musemodellen imidlertid tidligere været nyttig til at studere de forskellige metaboliske virkninger af sådanne procedurer16,17,18, og en SADI-S-musemodel kunne være nyttig til at evaluere virkningerne af SADI-S på trods af den tekniske vanskelighed.
I denne artikel beskriver vi tilpasningen af SADI-S-proceduren i mus (figur 1B) på en reproducerbar måde. Der lægges særlig vægt på beskrivelsen af perioperativ pleje.
Protocol
Representative Results
Discussion
Bariatriske operationer, hvis teknikker konstant udvikler sig, synes i øjeblikket at være den mest effektive behandling for fedme og tilhørende metaboliske comorbiditeter 3,19,20. SADI-S-proceduren, der først blev beskrevet i 20074, er en lovende procedure forbundet med større metaboliske virkninger end andre malabsorptive operationer. Der er et stort behov for dyremodeller, især mus, der muliggør …
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Vi takker Ethicon (Johnson og Johnson kirurgiske teknologier) for venligt at levere suturledningen og kirurgiske klip. Dette arbejde blev støttet af tilskud fra 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 |
References
- 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).
