Summary

Thymectomy completa in ratti adulti con non-invasiva intubazione endotracheale

Published: December 29, 2014
doi:

Summary

Rodent thymectomy is a valuable technique in immunological research. Here, a protocol for complete thymectomy in adult rats using a mini-sternotomy along with non-invasive intubation and positive pressure ventilation to minimize perioperative morbidity and mortality is described.

Abstract

Thymectomy nei roditori neonatale è una procedura consolidata e affidabile per studi immunologici. Tuttavia, in ratti adulti, complicanze di emorragia e pneumotorace di interruzione pleurico può provocare un notevole tasso di mortalità. Questo protocollo è un metodo semplice di timectomia topo che utilizza un mini-sternotomia e intubazione endotracheale. Intubazione è compiuto con un metodo non-invasivo e facilmente riproducibile e consente di ventilazione a pressione positiva per evitare pneumotorace e una via aerea controllata che permette un tempo sufficiente per un'attenta timo dissezione per minimizzare i disagi pleurico. A 1,5 centimetri un'incisione sternale diminuisce il contatto con i vasi del mediastino e pleura, pur fornendo una visualizzazione completa di timo. Dopo l'esposizione del mediastino, il timo viene rimosso per via smussa sotto ingrandimento. Lo spazio pleurico viene poi sigillata da sutura dei muscoli pre-tracheale seguita dall'applicazione di colla chirurgica. Iltorace è poi chiusa da sutura dello sterno, seguita da sutura della pelle. Tutti thymectomies erano completo come evidenziato da immunoistochimica (IHC) colorazione del tessuto mediastinica, e l'assenza di cellule T naive mediante citometria di flusso, e la procedura ha avuto un tasso di sopravvivenza del 96%. Questo metodo è adatto quando timectomia completo di complicazioni minime si desidera per ulteriori studi immunologici nei ratti adulti atimici.

Introduction

Dall'inizio degli anni 1960, il timo è stato riconosciuto per il suo ruolo fondamentale nello sviluppo della tolleranza immunologica centrale. Roditore thymectomy ha dimostrato di essere una procedura essenziale nella definizione del ruolo del timo nella differenziazione dei linfociti, auto-tolleranza e immunotolleranza nella cornice del trapianto allogenico e metastasi tumorali. La rimozione del timo topo permette studi che coinvolgono la deplezione delle cellule T o il trasferimento adottivo di popolazioni di cellule T definiti senza il riemergere di cellule T naive nativi.

Thymectomies nei roditori neonatali può essere realizzato utilizzando una tecnica di aspirazione con risultati affidabili 1. In ratti adulti, questa tecnica è associata ad un tasso di mortalità approssimativa 20% e spesso si traduce in un timectomia incompleta 2. Per ottenere sempre completa timectomia in ratti adulti, è necessaria l'esposizione aperta del mediastino attraverso una sternotomia mediana. Tuttavia, questoprocedura è associata a complicazioni che includono lesioni tracheale, emorragia e pneumotorace che porta a un tasso di mortalità complessiva che vanno 1,5-6% 2- 4.

Negli ultimi due decenni, il miglioramento delle tecniche di timectomia sono diminuiti complicanze perioperatorie e hanno migliorato i tassi di sopravvivenza. Intubazione endotracheale consentendo la ventilazione a pressione positiva ha diminuito i tassi di pneumotorace 5. Metodi di intubazione gamma precedentemente descritti dall'esposizione aperta alla trachea a metodi meno invasivi che utilizzano la visualizzazione diretta delle corde vocali. Le complicanze associate alla procedura di intubazione tracheale includono infortunio, rottura delle corde vocali, non intenzionale intubazione esofagea, e emorragia derivante dalla puntura cardiaca o lacerazione della vena cava superiore. Inoltre, prossimità dei lobi timici inferiori al rivestimento pleurico può provocare pneumotorace.

Qui si descrive una tecnica dithymectomy attraverso un mini-invasiva due centimetri incisione cutanea a seguito di un semplice metodo di intubazione endotracheale utilizzando un angiocatheter smussato-end e l'illuminazione tracheale transcutanea. Il thymectomy comporta una sternotomia 1,5 centimetri ed una chiusura a tre strati con l'applicazione della colla chirurgica per sigillare il mediastino e minimizzare l'incidenza di emorragia e complicazioni respiratorie. Questo metodo assicura in maniera affidabile completa timectomia come evidenziato dalla scomparsa di cellule T naive CD4 + e CD8 + seguendo timectomia e l'assenza di tessuto timico sul IHC colorazione. I tempi operativi e mortalità peri-procedurale sono ridotti al minimo.

Protocol

NOTA: Tutte le procedure sperimentali che prevedono l'uso di ratti sono stati fatti secondo protocolli approvati dalla cura e l'uso degli animali Comitato della Duke University. 1. Preparazione del tracheale intubazione cannula Tagliare la fine dell'ago di un 2 pollici 14 G angiocathether ago con taglienti. Pinch il lume dell'ago chiuso con pinze ad ago. Tagliare sezione pizzicato fino al bordo della porzione aperta lumen con le pinze di taglio,…

Representative Results

Questa procedura è stata eseguita su ratti adulti Lewis (n = 26). Il tempo di funzionamento medio è stato di 15 ± 3 min. Non c'era la mortalità intraoperatoria. Il tempo medio di intubazione – dal posizionamento del ratto su dell'apparato intubazione alla costituzione di ventilazione – è stato di 45 ± 5 sec. 24 ratti avevano un pieno recupero dall'operazione senza evidenza di difficoltà respiratorie o emorragia attraverso giornata post-operatoria (POD) 14. Un ratto sviluppato difficoltà respiratorie …

Discussion

Il presente protocollo per completare timectomia fornisce un approccio mini-invasivo con una chiusura un'incisione a tre strati con l'applicazione colla chirurgica per ridurre al minimo le complicanze. La rimozione completa del timo è stata dimostrata dalla perdita di cellule T naive e IHC colorazione del tessuto linfoide mediastinica per citocheratina.

La procedura di ratto adulto timectomia è stata complicata dalla mortalità da 1,5 – 20% a causa di complicazioni perioperatorie, …

Declarações

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

This work was supported by AI101263 from the National Institutes of Health (T.V.B), and by a grant from The Hartwell Foundation (M.L.M). M.L.M. is a member of the Duke Comprehensive Cancer Center.

Materials

Name of Reagent/ Equipment Company Catalog Number Comments/Description
2" 14-gauge angiocatheter
Operating microscope Zeiss
Warming pad
Heart rate and blood oxygenation monitor for rodents with foot sensors Harvard Apparatus ST1 72-8010, ST1 72-8098 (Rat foot sensor)
Intubation apparatus (plastic with metal bar at the top) See Figure 2 
Small animal anesthesia system with induction box, isoflurane tank and O2 tank Harvard Apparatus ST1 72-6420
Small animal ventilator with tubing CWE 12-02000 (ventilator)and 12-04000 (external valve assembly for mice/rats)
High-intensity Fiber-Optic Illuminator Dolan Jenner EEG 2823M
Student standard pattern forceps Fine Science Tools 91100-16
Fine straight scissors Fine Science Tools 14060-09
Blunt-tipped Shea scissors Fine Science Tools 14105-12
Small Alm retractor (for sternum) Fine Science Tools 17008-07
Blunt Graefe forceps Fine Science Tools 11050-10
Fine Dumont forceps Fine Science Tools 11254-20
5-0 Maxon sutures Ethicon
4-0 Silk sutures (with cutting needle) Ethicon
6-0 Nylon suture Ethicon
Cyanoacrylate glue (Endermil)
Lubrication gel Akorn Animal Health NDC 17478-162-35

Referências

  1. Hard, G. C. Thymectomy in the neonatal rat. Lab. Anim. 9 (2), 105-110 (1975).
  2. Kobayashi, E., et al. A technique for complete thymectomy in adult rats. J. Immunol. Methods. 1759 (94), 0 (1994).
  3. Delrivière, L., Gibbs, P., Kobayashi, E., Kamada, N., Gianello, P. New technique of complete thymectomy in adult rats without tracheal intubation. Microsurgery. 18 (1), 6-8 (1998).
  4. Walker, K. G., Jacques, B. C., Tweedle, J. R., Bradley, J. A. A simpler technique for open thymectomy in adult rats. J. Immunol. Methods. 175 (1), 141 (1994).
  5. Na, N., Zhao, D., Huang, Z., Hong, L. An improved method for rat intubation and thymectomy. Chin. Med. J. (Engl). 124 (17), 2723-2727 (2011).
  6. Kastl, S., et al. Simplification of rat intubation on inclined metal plate). Adv. Physiol. Educ. 28 (1-4), 29-34 (2004).
  7. Weksler, B., Ng, B., Lenert, J., Burt, M. A simplified method for endotracheal intubation in the rat. J. Appl. Physiol. 76 (4), 1823-1825 (1994).
  8. Jou, I. M., et al. Simplified rat intubation using a new oropharyngeal intubation wedge. J. Appl. Physiol. 89 (5), 1766-1770 (2000).
  9. Rivard, A. L., et al. Rat intubation and ventilation for surgical research. J. Invest. Surg. 19 (4), 267-274 (2006).
  10. Zhao, D., et al. A model of isolated, vascular whole thymus transplantation in nude rats. Transplant Proc. 44 (5), 1394-1398 (2012).
  11. AbuAttieh, M., et al. Affinity maturation of antibodies requires integrity of the adult thymus. Eur. J. Immunol. 42 (2), 500-510 (2012).
  12. Reeves, J. P., Reeves, P. A., Chin, L. T. Survival surgery: removal of the spleen or thymus. Curr. Protoc. Immunol. 1 (Unit 1.10), (2001).
  13. Siemionow, M., Izycki, D., Ozer, K., Ozmen, S., Klimczak, A. Role of thymus in operational tolerance induction in limb allograft transplant model. Transplantation. 81 (11), 1568-1576 (2006).
  14. Satoh, E., et al. Immunosuppressive effect of long-term drainage of thoracic duct on immunological memory in adult thymectomized rats. Transplant. Proc. 37 (4), 1947-1948 (2005).
  15. Groen, H., Klatter, F., Pater, J., Nieuwenhuis, P., Rozing, J. Temporary, but Essential Requirement of CD8+ T Cells Early in the Pathogenesis of Diabetes in BB Rats as Revealed by Thymectomy and CD8 Depletion. Clin. Dev. Immunol. 10 (2-4), 141-151 (2003).
check_url/pt/52152?article_type=t&slug=complete-thymectomy-adult-rats-with-non-invasive-endotracheal

Play Video

Citar este artigo
Rendell, V. R., Giamberardino, C., Li, J., Markert, M. L., Brennan, T. V. Complete Thymectomy in Adult Rats with Non-invasive Endotracheal Intubation. J. Vis. Exp. (94), e52152, doi:10.3791/52152 (2014).

View Video