Os pulmões ex vivo são úteis para uma variedade de experimentos para coletar dados fisiológicos, excluindo as variáveis de confusão dos experimentos in vivo . As configurações comerciais geralmente são caras e limitadas nos tipos de dados que podem coletar. Descrevemos um método para construir uma configuração totalmente modular, adaptável para vários projetos de estudo.
As preparações pulmonares ex vivo são um modelo útil que pode ser traduzido para muitos campos diferentes de pesquisa, complementando os modelos in vivo e in vitro correspondentes. Os laboratórios que desejam usar pulmões isolados precisam estar cientes das etapas importantes e dos desafios inerentes para estabelecer uma configuração acessível, confiável e que possa ser facilmente adaptada para se adequar ao tópico de interesse. Este artigo descreve um modelo DIY (faça você mesmo) para ventilação e perfusão pulmonar ex vivo de ratos para estudar os efeitos de drogas e gases no tônus vascular pulmonar, independentemente de alterações no débito cardíaco. A criação deste modelo inclui a) o projeto e a construção do aparelho e b) o procedimento de isolamento pulmonar. Esse modelo resulta em uma configuração mais econômica do que as alternativas comerciais e, no entanto, modular o suficiente para se adaptar a mudanças em questões específicas de pesquisa. Vários obstáculos tiveram que ser resolvidos para garantir um modelo consistente que seja capaz de ser usado para uma variedade de tópicos de pesquisa diferentes. Uma vez estabelecido, esse modelo provou ser altamente adaptável a diferentes questões e pode ser facilmente alterado para diferentes campos de estudo.
As técnicas de perfusão pulmonar ex vivo (EVLP)1 tiveram um aumento no uso na última década como meio de estudar transplantes pulmonares2, isquemia/reperfusão3, metabolismo pulmonar4 e respostas imunes5. Pulmões isolados, mas intactos, ventilados e perfundidos oferecem a capacidade criticamente importante de avaliar diretamente a resposta dos pulmões, incluindo a vasculatura pulmonar, a possíveis intervenções e/ou terapêuticas sem potenciais fatores de confusão, como entrada neuronal e hormonal ou alteração hemodinâmica in vivo. Ao mesmo tempo, eles mantêm a interação fisiológica de ventilação e perfusão, em contraste com as condições in vitro. Uma proposta que analisa as respostas imunes nos pulmões5, por exemplo, precisa da mesma qualidade de dados que um estudo focado em aumentar o tamanho do pool de doadores6 para transplantes de pulmão. A EVLP pode ser usada em uma variedade de espécies, incluindo camundongos3, ratos 7,8,9,10,11,12, porcos 13 e humanos 2. Portanto, é necessário estabelecer um modelo que possa produzir dados confiáveis a partir de uma variedade de parâmetros experimentais diferentes. A relevância clínica será gerada em estudos subsequentes usando o modelo EVLP como ferramenta.
Embora as configurações comerciais estejam disponíveis para compra para a maioria das espécies, elas geralmente podem ter um custo proibitivo e confinar os pesquisadores a uma marca específica de equipamento e software proprietário. Qualquer desvio da configuração pronta para uso (por exemplo, ir de uma espécie para outra) requer previsão e trabalho em torno da configuração fornecida, o que pode ser difícil ou impossível. A seguir, uma configuração DIY (faça você mesmo) para pulmões isolados de ratos que é modular e econômica, bem como o procedimento cirúrgico para isolar os pulmões, são descritos.
Mais de 100 experimentos foram realizados com sucesso em nosso laboratório usando essa configuração. O design modular desta configuração personalizada deu grande flexibilidade a possíveis mudanças nos requisitos experimentais. Enquanto outras configurações utilizam um desoxigenador18 para imitar o consumo constante de oxigênio e a produção de CO2 pelos órgãos-alvo, esse modelo simplificado não empregou esse recurso, devido ao foco no estudo dos efeitos de diferentes compo…
The authors have nothing to disclose.
O apoio foi fornecido, em parte, por um Prêmio de Revisão de Mérito (101 BX003482) do Serviço de P&D do Laboratório Biomédico do Departamento de Assuntos de Veteranos dos EUA, uma doação do NIH (5R01 HL123227), um Prêmio de Projeto Transformativo (962204) da American Heart Association e por fundos institucionais concedidos ao Dr. Riess. O Dr. Balzer recebeu financiamento não relacionado da Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG, Fundação Alemã de Pesquisa), projeto número BA 6287/1-1. Os autores gostariam de agradecer a Matthew D. Olsen, Chun Zhou, Zhu Li e Rebecca C. Riess por suas valiosas contribuições para o estudo.
1,000 mL Glass Beaker | Pyrex, Chicago, IL | ||
1,500 mL Glass Beaker | Pyrex, Chicago, IL | ||
Air Trap Compliance Chamber | Radnoti | 130149 | |
Bioamplifiers | CWE Inc | BPM-832 | |
Clamps | Fisher Scientific | S02626 | |
DAQ (Data Acquisition) | National Instruments, Austin, TX | NI USB-6343 | |
Gas Mixer | CWE Inc, Ardmore, PA | GSM-4 | |
Heating Coil | Radnoti, Covina, CA | 158822 | |
Heating Plate | Thermo Fisher Scientific, Waltham, MA | 11-100-49SH | |
Heparin | Pfizer | W63422 | |
LabVIEW Full Development System 2014 | National Instruments | ||
Pentobarbital | Diamondback Drugs | G2270-0235-50 | |
pH700 Probe | OAKTON, Vernon Hills, IL | EW-35419-10 | |
Polystat Water Bath | Cole-Parmer | EW-12121-02 | |
Rodent Ventilator | Harvard Apparatus, Holliston, MA | Model 683 | |
Roller Pump | Cole-Parmer, Wertheim, Germany | Ismatec REGLO Digital MS 2/8 | |
Sprague Dawley Rat | Charles River, Wilmington, MA | Strain code 001 | |
VetScan i-STAT | Abraxis, Chicago, IL | i-STAT 1 |
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