Murini trapianto di cornea: Un modello per studiare la forma più comune di trapianto di organi solidi

Summary

Mice have been used as a model for studying many forms of transplantation, including corneal transplantation. We describe in this report a murine model for both acute and late-term corneal transplantation.

Abstract

Corneal transplantation is the most common form of organ transplantation in the United States with between 45,000 and 55,000 procedures performed each year. While several animal models exist for this procedure and mice are the species that is most commonly used. The reasons for using mice are the relative cost of using this species, the existence of many genetically defined strains that allow for the study of immune responses, and the existence of an extensive array of reagents that can be used to further define responses in this species. This model has been used to define factors in the cornea that are responsible for the relative immune privilege status of this tissue that enables corneal allografts to survive acute rejection in the absence of immunosuppressive therapy. It has also been used to define those factors that are most important in rejection of such allografts. Consequently, much of what we know concerning mechanisms of both corneal allograft acceptance and rejection are due to studies using a murine model of corneal transplantation. In addition to describing a model for acute corneal allograft rejection, we also present for the first time a model of late-term corneal allograft rejection.

Introduction

Il trapianto corneale è uno dei tipi più comuni di successo e trapianti eseguiti negli esseri umani. Le ragioni per cui si esegue questa chirurgia sono il risultato di lesioni, malattie infettive ^1, o di altre forme di malattie della cornea non infettive ^2. I dati della Eye Bank Association of America indicano che più di 46.000 sono stati eseguiti nel 2011 (si veda il sito Web all'indirizzo: restoresight.org/eye_banks/eye_banks.html). L'indicazione del suo successo è che i tassi di fallimento di un anno per gli innesti corneali allogenici vanno dal 10 al 15% a 5 anni e il successo è superiore al 70% ^3-8. Come molti studi hanno dimostrato, il successo di alloinnesti corneali è direttamente legato al fatto che l'occhio è un sito immunologicamente privilegiato. I fattori responsabili dello stato cornee come sito privilegio immunitario comprendono la mancanza di entrambi i vasi sanguigni e linfatici nella cornea, una relativa assenza di cellule presentanti l'antigene, fattori prodotta dalla cornea che Abbateres funtions effettrici del sistema immunitario ^9-15, bassa espressione di MHC antigeni ^16, e l'espressione di FasL ^17-20.

Tuttavia, nonostante questi fattori predisponenti questi innesti di successo, essi vanno incontro a rigetto ^3-7. Di conseguenza, la comprensione quei meccanismi che mediano questo rifiuto e testare varie terapie per prevenire il rigetto è di importanza critica. A tal fine, si descrive qui un modello murino di trapianto di cornea, che è stato in uso per oltre 20 anni per studiare il trapianto di cornea in un ambiente controllato sperimentale. Poiché risposte trapianto coinvolgono diversi fattori che lavorano in concerto che sarà definitiva determinare se il tessuto trapiantato riesce o riesce, non è possibile comprendere l'importanza di tali elementi in qualsiasi modello in vitro. Di conseguenza, gli studi su animali intatti sono necessari per determinare quali sono i fattori importanti per il successo o il failure del tessuto trapiantato.

Mentre altre specie di animali sono stati utilizzati per studiare trapianto di cornea, il modello murino ha diversi vantaggi rispetto all'utilizzo di altre specie. Il primo è l'esistenza di molti ceppi di topi che esprimono alcuni transgeni o sono stati dei geni-bersaglio a non avere l'espressione di specifici fattori immunologici la cui funzione nel trapianto può essere meglio studiata. In aggiunta, ci sono molti reagenti (entrambi i fattori ricombinanti e anticorpi che neutralizzano i fattori) che sono specifici per i topi e che non esistono per molte altre specie di animali. A causa dell'esistenza di questi fattori, questo modello è stato ampiamente utilizzato per identificare i fattori rilevanti che partecipano acute risposte trapianto allogenico corneali ^{15, 17,18,20 -29.} Inoltre, molti dei fattori coinvolti nel trapianto di cornea sono anche noti per essere funzionale nel trapianto di altri tessuti.

Protocol

NOTA: Tutti gli animali utilizzati in questa procedura sono trattati in conformità con l'Associazione per la Ricerca e la Visione e la dichiarazione di Oftalmologia per l'uso di animali in Oftalmica e Vision Research, nonché le linee guida stabilite dalla commissione di sorveglianza degli animali a Saint Louis University. NOTA: Tutti gli strumenti chirurgici e le soluzioni sono sterilizzate prima di un intervento chirurgico per limitare l'infezione microbica degli occhi. Va notato che, mentre gli an…

Representative Results

Il modello murino di trapianto di cornea è stato utilizzato da oltre 20 anni con successo per caratterizzare i meccanismi di entrambi corneale rigetto del trapianto corneale 19-23 e accettazione 13, 15,16,18, 24-27. Questo modello è stato utilizzato per stabilire l'importanza di FasL nella cornea del trapianto di accettazione, in quanto gli animali che non hanno FasL non erano in grado di accettare trapianti corneali 15. E 'stato anche utilizzato per dimostrare che la crescita …

Discussion

Il modello murino di trapianto di cornea qui descritta consente al ricercatore di studiare rigetto corneale umano in un modello che è predittivo di quali fattori sono più associati sia con il rifiuto ^{15,17,18,20, 26-30} e ^21-25 accettazione di cornea trapianti. A differenza di trapianto di cornea umana, in cui i pazienti sono indicati sia per il trattamento steroideo topico o sistemico sia per trattare o prevenire il rigetto ^31, questo modello è in genere utilizzato per determinare que…

Materials

Name of Material/ Equipment	Company	Catalog Number	Comments/Description
Zeiss Surgical Microscope	Zeiss	Rebuilt
1 mL Syringe	BD	305122
3 mL Syringe	BD	309657
10 mL Syringe	BD	309602
Vannus Scissors	Stortz	E-3387
11-0 Sutures	Alcon	717939M
Trephine 2.0mm	Katena	K 2-7520
Trephine 1.5 mm	Katena	K 2-7510
Tricaine Hydrochloride 0.5%	Alcon	NDC 0065-0741-12
Healon	Abbott	Healon OVD
Forceps	FST	11251-20
7-0 Sutures	Alcon	8065
2.5% Phenylephrine HCl	Alcon	NDC 61314-342-02
1% Tropicamide	Bausch & Lomb	NDC-24208-585-59
Hamilton Syringe	Hamilton	7654-01
33 gauge needle	Hamilton	90033
Cell Strainer (100 μm nylon)	BD Falcon	352360
Hemocytometer	Cardinal Health	B3175
Trypan Blue	Sigma	T8154