דגם השתלות Heterotopic החזירים הינד איבר השתנה לTranslational vascularized Composite Allotransplantation מחקר (VCA)
Summary
Vascularized Composite Allotransplantations (VCA) הפכו למציאות קלינית. עם זאת, יישום קליני רחב של VCA מוגבל על ידי דיכוי חיסוני סמים רב כרוני. המחברים מציגים מודל חיה גדול אמין לשחזור לתרגם אסטרטגיות החיסונית רומן שיכול למזער או פוטנציאלי לבטל את הצורך של דיכוי חיסוני בVCA.
Abstract
Vascularized Composite Allotransplantation (VCA), כמו השתלות ידיים ופנים מייצג אפשרות טיפול קיימא עבור טראומת שרירים ושלד מורכבת ואובדן רקמה הרסני. למרות תוצאות תפקודיות חיוביות ומעודדות מאוד מוקדמת וביניים, דחייה של רכיב immunogenic מאוד עור של VCA ותופעות לוואי פוטנציאליים של דיכוי חיסוני סמים רב כרוני תמשיך לעכב יישום קליני נרחב של VCA. לכן, מחקר בתחום הרומן הזה צריך להתמקד במחקרי translational הקשורים לתכונות חיסוניות ייחודיות של VCA ולפתח אסטרטגיות חדשניות לתפקוד מערכת חיסון המערכת החיסונית ואינדוקצית הסובלנות הבאה VCA ללא הצורך בדיכוי המערכת החיסוני לטווח ארוך.
מאמר זה מתאר מודל אמין לשחזור translational גדול של בעלי חיים של VCA שמורכב מדש osteomyocutaneous בallotransplantation גפיים האחורי heterotopic חזירים מוגדר MHC. Briefly, ההנעה עור vascularized היטב מזוהה באזור הירך anteromedial באמצעות צנתור לייזר קרוב אינפרא אדום. השרירים הבסיסיים, מפרק הברך, הירך הדיסטלי, ועצם השוק הפרוקסימלית נקצרים על גבעול של כלי דם הירך. שתל זה יכול להיחשב גם VCA והשתלת מח עצם vascularized עם התכונות מיוחסות החיסון הייחודי שלה. השתל מושתל לכיס בטן תת עורית בחית הנמען עם מרכיב עור exteriorized לאזור dorsolateral לניטור חיסוניים.
שלושה צוותי כירורגיים לעבוד בו זמנית באופן מתואם היטב כדי להפחית את ההרדמה ופעמים איסכמיה, ובכך לשפר את היעילות של המודל הזה והפחתת ערפלנים אפשריים בפרוטוקולי ניסוי. מודל זה משמש כבסיס לאסטרטגיות טיפוליות עתידיות שמטרתה צמצום ואפשרות ביטול הצורך בדיכוי החיסוני סמים רב כרוני בVCA.
Introduction
Vascularized Composite Allotransplantation (VCA), כמו השתלות ידיים ופנים נמצא כעת מציאות קלינית עם השתלות ידיים ופנים רבות שבוצעו ברחבי העולם 12. למרות העובדה כי תוצאות מוקדמות וביניים הן נוחים ועידוד 2 מאוד, הדרישה של דיכוי חיסוני multidrug הכרונית ממשיכה להגביל את היישום הקליני הנרחב שלה. ההתקדמות במודלים עכבריים של VCA כוללים anastomoses סופר microsurgical וטכניקות שרוול nonsuture 13, 3 סללו את הדרך להבנה טובה יותר של alloimmune תגובות בVCA. רבבות של פרוטוקולי המערכת החיסונית הוצעו עבור יישומים קליניים המבוססים על ההבנה טובה יותר שלנו של מנגנונים חיסוניים בVCA אבל הם צריכים להיות תוקף במודל חיה גדול שיהיה חזוי סביר של הביצועים שלהם בבני אדם 7. בהתבסס על דמיון פיסיולוגי וחיסוני בין מערכות איברים אנושיות וחזיריות <sup> 6, יכולים להיחשב דגמי VCA חזירים חלופות אמינות וחסכוניות לכלבי 9 ומודלי קופים לא אנושיים 1.
מאמר זה מספק סקירה מפורטת של המתודולוגיה בשימוש במודל שלנו מוגדר MHC החזירים heterotopic האחורית איבר להשתלה, המשמש כבסיס לאסטרטגיות שלנו בהווה ובעתיד המערכת החיסונית שמטרתה גרימת סובלנות החיסונית לVCA ולכן מרחיבים את היישום הקליני שלה. אנו מנצלים חזירים טהורים מאופיינים היטב גידלו homozygosity במוקד אנטיגן ויקוציטים חזירים במיוחד לשימוש שלהם במחקר הקשור להשתלה 11. אנחנו מעלים את דש osteomyocutaneous vascularized מבוסס על כלי הירך. הדש מכיל מח עצם vascularized שלם בירך הדיסטלי והטיביה הפרוקסימלית. עור ירך anteromedial גם כלול בשתל והוא exteriorized להיבט dorsolateral של החיה הנמען לניטור חיסונית של o רכיב immunogenic ביותרו VCA. מיצוב dorsolateral מאפשר בדיקה קלינית בעומד ויושבים בעמדות וגם שומר על העור של השתל יחסית נקי.
Ustener et al. הציג את אחד הדגמים הראשונים הגדולים translational בעלי החיים בVCA ידי השתלת דשי osteomyocutaneous forelimb רדיאלי בחזירים בחווה outbred 15. הקבוצה מנוצל במודל זה כדי להפגין בפעם הראשונה שדחייה חריפה בVCA שכלל את מרכיב עור immunogenic מאוד יכולה להתעכב וטופלה באסטרטגיה רלוונטית קליני ללא סיבוכי תרופה ספציפית משמעותיים ותופעות לוואי. התוצאות החיוביות שהושגו במחקר זה נבנה לאחר מכן צעד מכונן בעיצוב משטרי תרופה להשתלה שיקומי אנושית. למרות שדגמי VCA חזיר המוקדם הללו היו גם מתאימים לפיתוח פרוטוקולים למניעת דחייה של עור, שרירים, עצמות, עצבים וכלי לא היו להם מבנים מיוחדים כגון cartilag מפרקדואר וקרומים הסינוביאלי של מפרקים. מאמצים שלאחר מכן התמקדו בכוללים הספרה המדיאלי של בעלי החיים, אשר חייבה השמת גבס באורך מלא כדי למנוע ליפת שתל 14. אמנם מתאים לחקור דחייה של כל הרכיבים העיקריים של השתלת איבר, אחת המגבלות העיקריות של מודל זה היה קושי אמבולטורי לאחר ההשתלה בשל להטיל מיקום. לפיכך, המודלים allotransplantation איבר חזירים heterotopic, בהיקף של השוקה, שוקית, מפרק הברך, ירך הדיסטלי, שרירים שמסביב, והנעת עור, נוצרו כדי ללמוד בעיקר היבטים חיסוניים של VCA, ובמקביל לאפשר את בעל החיים לambulate לאחר הניתוח באופן חופשי עם morbidit המינימלי 8 .
הפיתוח של חזירים טהורים מוגדרים SLA היטב מאופיינים דרך עבודתו החלוצית של ד"ר דוד ח סאקס הוביל לעידן חדש של מחקר VCA translational. ניצול מודל השתלת heterotopic אחורית איבר בהגדרת אי התאמת אנטיגן קטין, שטיחוןהס ואח'. 10 הפגינו הישרדות בלתי מוגבלת של רכיבי השלד עם קורס קצר של טיפול ציקלוספורין. הישרדות מרכיב העור, לעומת זאת, הייתה רק ממושכת בהשוואה לטיפול לא שולט. האובדן של מרכיב העור של השתל יוחס לתגובה מבודדת ונמרצת מאוד חיסונית, בפרט, לאפידרמיס. באופן דומה, תוך שימוש בחזירים תואמים באופן מלא עם דלדול תא T, קורס קצר של ציקלוספורין ותאי ציטוקינים גייסו תורם היקפיים mononuclear הדם מושרה סובלנות רק לרכיבי השלד ומרכיב העור עדיין דחה 5. תופעה זו, המכונה "סובלנות חצויה ', הביאה שינוי פרדיגמה במחקר VCA עם דגש גדול יותר על רכיב עור immunogenic ביותר, אשר הוא מרכיב בלתי נפרד של רוב השתלות שחזור שבוצעו עד כה.
בדגם שונה זה, אנו מנצלים השקה קצה לקצה על ידי ligatinגרם עורק הירך הנמען וסיבובו cephalad (איור 1). זה לא רק מפחית את זמן איסכמיה ידי מתן אפשרות לשימוש במכשיר צימוד קונבנציונלי, אלא גם מקטין את הסיכוי לכישלון בהשקה. אנחנו לא נצפו כל אירועים איסכמיים לאחר קשירה של עורק הירך בנמענים שלנו מצביע על כך שזרימת הדם בטחונות הייתה מספיק כדי לספק כלי דם ברגלו הילידים. בנוסף, בשיטה זו שונה, מרכיב עור המוחץ מגויס המבוסס על כלי מחוררי הבסיסיים וממוקם רוחבי (איור 1) בניגוד לעמדת מפשעה הגחון במודל המסורתי 10. זה מאפשר להדמיה קלה של השתל לניטור חיסוניים בעמידה או ישיבה של בעלי החיים.
לפיכך, מודל חיה גדול אמין לשחזור הוא חיוני כדי לחקור אסטרטגיות אינדוקציה סובלנות כלפי מרכיב העור של VCA ולפתח רומן nאסטרטגיות oninvasive חיסונית ניטור לחיזוי טוב יותר של הישרדות שתל.
Protocol
Representative Results
Discussion
מבחינה היסטורית, פרוטוקול השתלת איבר האחורי heterotopic כלל החצנה של ההנעה עור דופן בטן הגחון וכלי היו anastomosed באופן מקצה לצד (Hettiarachty 2004). עם זאת, בשיטה שונה שלנו, דש הפוך אחד בהרכבה וanastomoses מקצה לקצה להביא את ההנעה העור יותר רוחבי, ולכן מאפשר ניטור חיסוניים בעמידתו של בעל החי?…
Declarações
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
ברצוננו להודות לאנשים הבאים על תרומתם לפרויקט הזה: Kakali Sarkar, PhD, Joani כריסטנסן, BS, קייט Buretta, BS, הננס יואן, BS, ויליאם Lehao, MD, יוהנה Grahammer, גיאורג Furtmüller, MD, ארין ראדה MD, מוחמד אל ראכאן MD, כרים Sarhane MD, הסאמי Khalifian, BS, מאו צ'י, MD, ואנג'לו לטו ברונה MD, המעבדה VCA, מחלקה לכירורגיה פלסטית, אוניברסיטת ג'ונס הופקינס הספר לרפואה, ג'ניס טאובה, MD, מארק פישר, MD, מחלקות לרפואת העור ופתולוגיה, אוניברסיטת ג'ונס הופקינס הספר לרפואה, סו אלר, כירורגיה פולשנית מרכז הדרכה, אוניברסיטת ג'ונס הופקינס הספר לרפואה ונג-האנג לין, MD צ'אנג גונג בית החולים ממוריאל, Linkou, טייוואן.
מקור מימון: כוחות מזוינים מכון לרפואת רגנרטיבית (DoD W81XWH -08-2-0032)
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 |
Referências
- Barth, R. N., Rodriguez, E. D., Mundinger, G. S., et al. Vascularized bone marrow-based immunosuppression inhibits rejection of vascularized composite allografts in nonhuman primates. Am. J. Transplant. 11 (7), 1407-1416 (2011).
- Brandacher, G., Gorantla, V. S., Schneeberger, S., et al. Hand/Forearm transplantation using a novel cell-based immunomodulatory protocol-experience with five patients. Am. J. Transplant. 11, 190 (2011).
- Brandacher, G., Grahammer, J., Sucher, R., Lee, W. P. Animal models for basic and translational research in reconstructive transplantation. Birth Defects Res. C Embryo Today. 96 (1), 39-50 (2012).
- Brandacher, G., Lee, W. P. Hand transplantation. Hand Clin. 27, xiii-xiv (2011).
- Hettiaratchy, S., Mendely, E., Randolph, M. A., et al. Tolerance to composite tissue allografts across a major histocompatibility barrier in miniature swine. Transplantation. 27, 514-521 (2004).
- Ibrahim, Z., Busch, J., Awwad, M., et al. Selected physiologic compatibilities and incompatibilities between human and porcine organ systems. Xenotransplantation. 13 (6), 488-499 (2005).
- Kirk, A. D. Crossing the bridge: large animal models in translational transplantation research. Immunol. Rev. 19, 176-196 (2003).
- Lee, W. P., Rubin, J. P., Cober, S., et al. Use of swine model in transplantation of vascularized skeletal tissue allografts. Transplant Proc. 30, 2743-2745 (1998).
- Mathes, D. W., Hwang, B., Graves, S. S., et al. Tolerance to vascularized composite allografts in canine mixed hematopoietic chimeras. Transplantation. 92 (12), 1301-1308 (2011).
- Mathes, D. W., Randolph, M. A., Solari, M. G., et al. Split tolerance to a composite tissue allotransplant in a swine model. Transplantation. 75 (1), 25-31 (2003).
- Mezrich, J. D., Haller, G. W., Arn, J. S., et al. Histocompatible miniature swine: an inbred largeanimal model. Transplantation. 75 (6), 904-907 (2003).
- Petruzzo, P., Lanzetta, M., Dubernard, J. M., et al. The International Registry on Hand and Composite Tissue Transplantation. Transplantation. 90, 1590-1594 (2010).
- Sucher, R., Lin, C., Zanoun, R., et al. Mouse hind limb transplantation: a new composite tissue allotransplantation model using nonsuture supermicrosurgery. Transplantation. 90, 1374-1380 (2010).
- Ustüner, E. T., Majzob, R. K., Ren, X., et al. Swine composite tissue allotransplant model for preclinical hand transplant studies. Microsurgery. 20, 400-406 (2000).
- Ustüner, E. T., Zdichavsky, M., Ren, X., et al. Long-term composite tissue allograft survival in a porcine model with cyclosporine/mycophenolate mofetil therapy. Transplantation. 661, 581-587 (1998).
- Wachtman, G. S., Wimmers, E. G., Gorantla, V. S., et al. Biologicals and donor bone marrow cells for targeted immunomodulation in vascularized composite allotransplantation: a translational trial in swine. Transplant Proc. 43, 3541-3544 (2011).
