Enkelanastomos duodeno-ileal bypass med sleeve gastrektomimodell hos möss
Summary
Enkelanastomos duodeno-ileal bypass (SADI-S) är en framväxande bariatrisk procedur med viktiga metaboliska effekter. I den här artikeln presenterar vi en pålitlig och reproducerbar modell av SADI-S hos möss.
Abstract
Fetma är ett stort hälsoproblem över hela världen. Som ett svar har bariatriska operationer uppstått för att behandla fetma och dess relaterade comorbiditeter (t.ex. diabetes mellitus, dyslipidemi, alkoholfri steatohepatit, kardiovaskulära händelser och cancer) genom restriktiva och malabsorptiva mekanismer. Att förstå de mekanismer genom vilka dessa förfaranden möjliggör sådana förbättringar kräver ofta att de överförs till djur, särskilt hos möss, på grund av att det är lätt att generera genetiskt modifierade djur. Nyligen har single-anastomosis duodeno-ileal bypass med sleeve gastrektomi (SADI-S) framkommit som ett förfarande som använder både restriktiva och malabsorptiva effekter, som används som ett alternativ till gastrisk bypass vid större fetma. Hittills har denna procedur associerats med starka metaboliska förbättringar, vilket har lett till en markant ökning av användningen i daglig klinisk praxis. Mekanismerna bakom dessa metaboliska effekter har dock studerats dåligt till följd av brist på djurmodeller. I den här artikeln presenterar vi en tillförlitlig och reproducerbar modell av SADI-S i möss, med särskilt fokus på perioperativ hantering. Beskrivningen och användningen av denna nya gnagarmodell kommer att vara till hjälp för det vetenskapliga samfundet att bättre förstå de molekylära, metaboliska och strukturella förändringar som induceras av SADI-S och att bättre definiera de kirurgiska indikationerna för klinisk praxis.
Introduction
Fetma är en framväxande och endemisk situation med ökande prevalens, som påverkar ungefär 1 av 20 vuxna över hela världen1. Bariatrisk kirurgi har blivit det mest effektiva behandlingsalternativet för de drabbade vuxna de senaste åren, vilket förbättrar både viktminskning och metaboliska störningar2,3, med varierande resultat beroende på vilken typ av kirurgiskt ingrepp som används.
Det finns två huvudmekanismer som är inblandade i effekterna av de bariatriska förfarandena: restriktion som syftar till att öka mättnaden (såsom i sleeve gastrektomi (SG) där 80% av magen avlägsnas) och malabsorption. Bland de förfaranden som innebär både restriktion och malabsorption har den enda anastomosen duodeno-ileal bypass med sleeve gastrektomi (SADI-S) föreslagits som ett alternativ till Roux-en-Y gastric bypass (RYGB), där en viktökning observeras hos cirka 20% patienter 4,5. I denna teknik är en sleeve gastrektomi associerad med en liten tarmomläggning, dela den i en galla och en kort gemensam lem (en tredjedel av den totala tunntarmslängden) (Figur 1A). Tekniskt sett har SADI-S fördelen jämfört med RYGB att endast kräva en enda anastomos, vilket minskar driftstiden med cirka 30%. Dessutom bevarar denna metod pylorus, vilket bidrar till att minska risken för magsårssjukdom och begränsar anastomotiskt läckage. SADI-S är också förknippad med en hög grad av metabolisk förbättring, vilket starkt gynnar dess användning under de senaste åren 6,7.
Eftersom metabola effekter har blivit alltmer grundläggande för bariatriska procedurer verkar det viktigt att belysa deras mekanismer. Därför är användningen av djurmodeller för bariatriska procedurer av yttersta vikt för att bättre förstå deras metaboliska effekter och de cellulära och molekylära vägar som är involverade8. Dessa modeller bidrog till exempel till en bättre förståelse av förändringen i matintag efter SG eller RYGB i en kontrollerad miljö9 och till studien av glukos- eller kolesterolflöden genom tarmbarriären10,11; Denna information är sällan tillgänglig i kliniska studier. Denna kunskap kan hjälpa till att definiera deras optimala kirurgiska indikationer. Vi har tidigare beskrivit musmodeller av SG och RYGB12. Trots sina lovande resultat i klinisk praxis har SADI-S endast utvecklats och beskrivits hos råttor13,14,15. Men med tanke på dess genetiska formbarhet har musmodellen tidigare varit användbar för att studera de olika metaboliska effekterna av sådana förfaranden16,17,18, och en SADI-S-musmodell kan vara användbar för att utvärdera effekterna av SADI-S trots de tekniska svårigheterna.
I den här artikeln beskriver vi anpassningen av SADI-S-proceduren hos möss (figur 1B) på ett reproducerbart sätt. Särskild uppmärksamhet ägnas åt beskrivningen av perioperativ vård.
Protocol
Representative Results
Discussion
Bariatriska operationer, vars tekniker ständigt utvecklas, verkar för närvarande vara den mest effektiva behandlingen för fetma och tillhörande metaboliska comorbiditeter 3,19,20. SADI-S-förfarandet, som först beskrevs 20074, är ett lovande förfarande förknippat med större metaboliska effekter än andra malabsorptiva operationer. Djurmodeller, särskilt möss som möjliggör snabb generering av…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Vi tackar Ethicon (Johnson och Johnson kirurgisk teknik) för vänligheten att tillhandahålla sutursträngen och kirurgiska klämmor. Detta arbete stöddes av bidrag från 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).
