Un Heterotopic porcine Hind Membre Transplant modèle modifié translationnelle vascularisé composite Allotransplantation (VCA) de recherche

Summary

Vascularisé composite allotransplantations (VCA) sont devenus une réalité clinique. Cependant, une large application clinique de VCA est limitée par l'immunosuppression chronique multi-drogue. Les auteurs présentent un modèle animal grand fiable et reproductible de traduire de nouvelles stratégies immunomodulateurs qui peuvent réduire ou potentiellement éliminer le besoin de l'immunosuppression en VCA.

Abstract

Vascularisé composite Allotransplantation (VCA), tels que les greffes de mains et le visage représente une option de traitement viable pour les traumatismes musculo-squelettiques complexes et la perte de tissu dévastateur. Malgré les résultats fonctionnels favorables et très encourageants début et intermédiaires, le rejet de la composante de la peau hautement immunogène d'un VCA et les effets indésirables potentiels de l'immunosuppression chronique multi-drogue continuent d'entraver l'application clinique généralisée de VCA. Par conséquent, la recherche dans ce nouveau domaine doit se concentrer sur les études translationnelles sont liés aux caractéristiques immunologiques uniques de VCA et de développer de nouvelles stratégies immunomodulatrices pour l'immunomodulation et l'induction de tolérance suivants VCA sans la nécessité d'immunosuppression à long terme.

Cet article décrit un modèle de grand animal de translation fiable et reproductible de VCA qui est composé d'un volet ostéo dans un porc hétérotopique membres postérieurs allogreffe MHC-défini. BriEfly, une palette bien vascularisé peau est identifié dans la région de la cuisse antéro utilisant près angiographie laser infrarouge. Les muscles sous-jacents, l'articulation du genou, le fémur distal et le tibia proximal sont récoltées sur un pédicule vasculaire fémoral. Cette allogreffe peut être considéré comme à la fois une EVC et une greffe de moelle osseuse vascularisée avec ses caractéristiques immunitaires privilégiés uniques. Le greffon est transplanté dans une poche sous-cutanée abdominale de l'animal receveur avec un composant de la peau extériorisé dans la région dorso-latérale de la surveillance immunitaire.

Trois équipes chirurgicales travaillent simultanément d'une manière bien coordonnée pour réduire l'anesthésie et les temps d'ischémie, améliorant ainsi l'efficacité de ce modèle et de réduire les facteurs de confusion potentiels dans les protocoles expérimentaux. Ce modèle sert de bases de futures stratégies thérapeutiques visant à réduire et éventuellement éliminer la nécessité d'une immunosuppression chronique multi-drogue en VCA.

Introduction

Vascularisé composite Allotransplantation (VCA), tels que les greffes de mains et le visage sont maintenant une réalité clinique avec de nombreuses greffes de mains et le visage réalisées dans le monde entier ^12. Malgré le fait que les premiers résultats intermédiaires et sont favorables et très encourageant ^2, l'exigence de l'immunosuppression chronique multirésistante continue de limiter son application clinique généralisée. Les progrès dans les modèles murins de VCA, y compris les anastomoses super-microchirurgie et des techniques de manchette sans suture ^{13, 3} ont ouvert la voie à une meilleure compréhension des allo-réponses dans VCA. Des myriades de protocoles immunomodulateurs ont été proposés pour des applications cliniques fondées sur notre meilleure compréhension des mécanismes immunitaires chez VCA mais ils doivent être validés dans un grand modèle animal qui serait raisonnablement considérée comme prédictive de leur performance chez l'homme ^7. Sur la base de similitudes physiologiques et immunologiques entre les systèmes d'organes humains et porcins <sup> 6, modèles VCA porcs peuvent être considérés comme des alternatives fiables et rentables pour canine et ⁹ modèles de primates non humains ^1.

Cet article fournit une vue d'ensemble détaillée de la méthodologie utilisée dans notre modèle MHC-défini porcine hétérotopique membres postérieurs greffe, qui sert de bases pour nos stratégies immunomodulateurs actuels et futurs visant à induire une tolérance immunitaire à VCA et donc élargir son application clinique. Nous utilisons des porcs consanguins bien caractérisés élevés à l'homozygotie au locus de l'antigène leucocytaire porcine spécifiquement pour leur utilisation dans la recherche sur la transplantation ^11. Nous élevons un volet ostéo vascularisé basé sur vaisseaux fémoraux. Le volet contient intact vascularisé moelle osseuse dans le fémur distal et le tibia proximal. La peau de la cuisse antéro-interne est également inclus dans le greffon est extériorisé et à l'aspect dorso-latérale de l'animal receveur pour la surveillance immunitaire de l'élément le plus immunogène of le VCA. Positionnement dorsolatéral facilite l'examen clinique en position debout ou assise positions et maintient la peau de l'allogreffe relativement propre aussi.

Ustener et al. Introduit l'un des premiers grands modèles de translation des animaux dans VCA par transplantation radiales volets membres antérieurs de ostéo chez les porcs d'élevage consanguins ^15. Le groupe a utilisé ce modèle pour démontrer pour la première fois que le rejet aigu en VCA qui comprenait le composant hautement immunogène de la peau pourrait être retardée et traité avec une stratégie cliniquement pertinente sans complications importantes spécifiques à un médicament et des effets secondaires. Les résultats favorables obtenus dans cette étude ont construit la suite d'une étape fondamentale dans la conception des schémas thérapeutiques pour la transplantation humaine reconstructive. Bien que ces modèles VCA de porcs au début étaient bien adaptés à l'élaboration de protocoles pour prévenir le rejet de la peau, les muscles, les os, les nerfs et les vaisseaux, ils n'avaient pas de structures spécialisées telles que articulaire cartilage et les membranes synoviales des articulations. Les efforts ultérieurs ont porté sur notamment le chiffre médian de l'animal, ce qui a nécessité le placement en fonte pleine longueur pour éviter greffe délogement ^14. Bien adapté pour enquêter sur le rejet de toutes les composantes majeures du membre transplantation, l'une des principales limites de ce modèle a été post-transplantation difficulté ambulatoire en raison de jeter placement. Ainsi, les modèles membre de allogreffe porcine hétérotopiques, constitué du tibia, péroné, l'articulation du genou, le fémur distal, le muscle environnant, et une palette de peau, ont été créés pour étudier principalement les aspects immunologiques de VCA, tout en permettant à l'animal de déambuler librement après l'opération avec un minimum de morbidit ⁸ .

Le développement des porcs consanguins SLA définis bien caractérisées par le travail de pionnier du Dr David H. Sachs a conduit à une nouvelle ère de la recherche translationnelle VCA. Utilisant un modèle de greffe de membre postérieur hétérotopique dans un cadre antigène décalage mineur, Mathes et al. ¹⁰ ont démontré la survie indéfinie de composants musculo-squelettiques avec un traitement de courte durée de la cyclosporine. La survie des composants de la peau, toutefois, n'a été prolongée par rapport aux pas de contrôle de traitement. La perte de la composante de la peau de la greffe a été attribuée à une réponse immunitaire très forte et d'isolement, en particulier à l'épiderme. De même, l'utilisation du porc entièrement incompatibles avec l'épuisement des cellules T, un bref cours de la cyclosporine et des cytokines mobilisé donateurs cellules mononucléaires du sang périphérique induits tolérance uniquement aux composants musculo-squelettiques et la composante de la peau a été encore rejeté ^5. Ce phénomène, appelé «tolérance diviser", a apporté un changement de paradigme dans la recherche VCA avec davantage l'accent sur la composante de la peau hautement immunogène, qui est une partie intégrante de la majorité des greffes de reconstruction menées à ce jour.

Dans ce modèle modifié, nous utilisons une anastomose bout-à-bout par ligating destinataire artère fémorale et le faisant tourner en direction céphalique (Figure 1). Ceci réduit non seulement le temps d'ischémie en permettant l'utilisation d'un dispositif de couplage conventionnel, mais diminue aussi les risques d'échec anastomotique. Nous n'avons pas observé d'événements ischémiques suivants ligature de l'artère fémorale dans nos bénéficiaires indiquant que la circulation collatérale était suffisante pour assurer la vascularisation de la jambe d'origine. En outre, dans ce procédé modifié, le composant de peau est extériorisée mobilisé sur la base des vaisseaux perforants sous-jacents et est positionné latéralement (figure 1), contrairement à une position ventrale de l'aine dans le modèle traditionnel ^10. Cela permet une visualisation facile de la greffe pour la surveillance immunitaire dans une position debout ou assise de l'animal.

Ainsi, un modèle fiable et reproductible grands animaux est essentiel d'étudier les stratégies d'induction de tolérance à l'égard de la composante de la peau de VCA et à développer de nouveaux nstratégies de surveillance immunitaire oninvasive pour une meilleure prédiction de la survie du greffon.

Protocol

Dans cette publication, vidéo, toutes les procédures d'animaux ont été effectuées conformément à un protocole d'animaux approuvé par le soin et l'utilisation des animaux Commission institutionnelle de l'Université Johns Hopkins (IACUC). Une. Planification préopératoire Nous utilisons MHC-défini MGH inné porc miniature (15-20 kg) dans nos études translationnelles pour allogreffe membre dans lequel un donneur mâle offre des membres de deux femmes bén?…

Representative Results

Vingt-quatre hétérotopiques greffes des pattes postérieures porcs SLA définis ont été réalisées en utilisant notre technique modifiée avec un temps d'ischémie moyenne de 78 min (Range: 62-94 min). Greffon encastré et dorsolatéral positionnement de palette de peau ont été atteints sans difficulté à tous les animaux. Près angiographie laser infrarouge a montré une excellente perfusion du greffon dans tous les destinataires. Les douze premiers anastomoses veineuses ont été effectuées en utilisant d…

Discussion

Historiquement, la branche protocole de transplantation hétérotopique de derrière inclus extériorisation d'une palette de peau de la paroi abdominale ventrale et les vaisseaux ont été anastomosée d'une manière bout-à-côte (Hettiarachty 2004). Cependant, dans notre méthode modifiée, un volet inversée encartage et anastomoses bout-en-bout apporter la palette de peau plus latéralement et donc facilite la surveillance immunitaire dans une position debout de l'animal. L'identification de l'a…

Materials

Name of the Reagent	Company	Catalogue Number	Comments (optional)
			REAGENTS
HTK	Custodial	N/A
			EQUIPMENT
Electric Pen Drive	Synthes, Westchester PA	05.001.011	Reciprocating saw
Vascular Coupling device	Synovis, Newtown PA	21003B