En præklinisk Porcin model af Ortotopisk hjerte transplantation
Summary
Her beskriver vi en præklinisk stor-animalsk (svin) model af ortotopisk hjertetransplantation, der er blevet solidt etableret og udnyttet til at undersøge nye kardioprotektive strategier.
Abstract
50-år efter den første vellykkede rapport, er hjertetransplantation fortsat den Gold-standardbehandling for kvalificerede patienter med fremskreden hjerteinsufficiens. Flere smådyrs modeller af hjertetransplantation er blevet brugt til at studere de akutte og langsigtede virkninger af nye terapier. Men kun få er testet og demonstreret succes i kliniske forsøg. Det er af afgørende betydning at evaluere nye terapier i en klinisk relevant model for store dyr for at sikre en effektiv og pålidelig oversættelse af de grundlæggende undersøgters resultater. Her beskriver vi en præklinisk stor-animalsk (svin) model af ortotopisk hjertetransplantation, der er blevet fast etableret og tidligere anvendt til at undersøge nye kardioprotektive strategier. Denne procedure fokuserer på akut iskæmi-reperfusion skade og er en pålidelig metode til at undersøge nye interventioner, som er blevet testet og valideret i mindre eksperimentelle modeller, såsom murine model. Vi viser, at det er nyttigt at vurdere hjertets ydeevne i den tidlige periode efter transplantationen og andre potentielle muligheder, som modellen har givet mulighed for.
Introduction
50-år efter den første vellykkede rapport er hjertetransplantation fortsat den Gold-standardbehandling for kvalificerede patienter med fremskreden hjerteinsufficiens1. Selvom iskæmiske tider på op til fire timer tolereres tilstrækkeligt, en iskæmisk tid på mere end seks timer er forbundet med ringere resultater2. Primær transplantations dysfunktion er fortsat den vigtigste årsag til tidlig sygelighed og dødelighed efter transplantation2,3. Årsagerne til primær transplantat dysfunktion er multifaktorielle og omfatter brugen af marginale organer, recipient pulmonal vaskulær sygdom, hyperakut afstødning og iskæmi-reperfusion skade på tidspunktet for transplantation3.
Flere undersøgelser har undersøgt nye metoder til donor hjerte bevaring at reducere forekomsten af primær transplantat dysfunktion4,5,6,7. Det er almindelig praksis at vurdere nye teknikker og behandlinger i murine modeller af iskæmi-reperfusion skade eller heterotop hjertetransplantation. Derudover tillader små dyremodeller overlevelses modeller og langsigtet opfølgning for at undersøge udviklingen af afstødning og hjerte-allograft-vasculopati11,12,13. Men, de fleste af disse strategier mislykkes indledende kliniske pilotforsøg eller aldrig nå denne fase. Det er af afgørende betydning at evaluere nye terapier i en klinisk relevant model for store dyr for at sikre en effektiv og pålidelig oversættelse af de grundlæggende undersøgters resultater.
Den svin hjerte er ofte betragtes som den mest anatomisk ligner det menneskelige hjerte, når du bruger store-animalske modeller. Som sådan er det en ideel platform til at udføre kardiel kirurgisk forskning. Men, der er flere vigtige faktorer at overveje, når du bruger en svine model. For det første beskrives vævet typisk som skrøbeligt og friable, især i det højre atrium og lungearterien, der er tilbøjelig til at græde14. Desuden, gris hjerte anses for følsom over for manipulation og tilbøjelige til arytmier, hvilket er grunden til man bør rutinemæssigt administrere en anti-arrythmetic til hvert dyr i begyndelsen af eksperimentet. En vigtig anatomisk forskel mellem svine modellen og klinisk hjertetransplantation er den venstre hemiazygøse vene i svinet, som dræner direkte ind i koronar sinus. Dette skal være ligeret under modtager proceduren for at undgå kontinuerlig blødning. Endelig, svine modellen er meget følsom over for iskæmi, men det er stadig hensigtsmæssigt for akutte undersøgelser i hjertetransplantation15.
Dette manuskript beskriver en præklinisk stor-animalsk (svin) model af ortotopisk hjertetransplantation, der er blevet solidt etableret og udnyttet til at undersøge nye kardioprotektive strategier5,6,8 ,9.
Protocol
Representative Results
Discussion
Dette manuskript beskriver en stor-animalsk præklinisk model for ortotopisk hjertetransplantation. Forskellige små dyr modeller af heterotop hjertetransplantation er blevet anvendt med succes til at studere virkningerne af nye behandlinger til at forbedre organ bevaring og mindske iskæmi-reperfusion skade11,12, 13. Derudover tillader små dyremodeller overlevelses modeller og langsigtet opfølgning for at undersøge udviklin…
Declarações
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Forfatterne har ingen bekræftelser.
Materials
| Amiodarone | Purchased from institutional pharmacy | ||
| Angiocath 20G | BD | 381704 | |
| Calcium Chloride 1g/10ml | Purchased from institutional pharmacy | ||
| Cardioplegia solution | This should be chosen at the investigators discretion. | ||
| Cautery Pencil | Covidien | E2515H | |
| Central Venous Catheter double-lumen | Cook Medical | C-UDLM-501J-LSC | |
| CPB pack | Medtronic | Custom-made cardiopulmonary bypass perfusion circuit. | |
| D5W 5% 250ml | Baxter | JB1064 | |
| DLP Aortic Root Cannula/stabber | Medtronic | 12218 | |
| DLP single-lumen venous cannula (24F or 28F) | This should be chosen at the investigators discretion. | ||
| Dobutamine | Purchased from institutional pharmacy | ||
| Electrode Polyhesive | Covidien | E7507 | |
| EOPA arterial cannula (17F or 21F) | This should be chosen at the investigators discretion. | ||
| Epinephrine | Purchased from institutional pharmacy | ||
| Eppendorf Tubes, 1.5 mL | Sarstedt | 72.690.001 | |
| Gloves, nitrile, medium | Fischer | 27-058-52 | |
| Heparin 1000 IU/ml | Purchased from institutional pharmacy | ||
| Ketalean (Ketamine) inj. 100mg/ml, 50ml/vial | Health Canada | Requires health canada approval | |
| Lidocaine/Xylocaine 1% | Purchased from institutional pharmacy | ||
| Magnesium Sulfate 5g/10ml | Purchased from institutional pharmacy | ||
| Midazolam inj. USP 5mg/ml vial/10ml | Health Canada | Requires Health canada approval | |
| MPS Quest delivery disposable pack | Quest medical | 5001102-AS | |
| NACL 0.9% 1L | Baxter | JB1324 | |
| Organ Bag | CardioMed | 2990 | |
| Pipette Tips, 1 mL | Fisherbrand | 02-707-405 | |
| Propofol 1mg/ml | Purchased from institutional pharmacy | ||
| Rocuronium | Purchased from institutional pharmacy | ||
| Set Admin Prim NF PB W/Checkvalve | Smith Medical | 21-0442-25 | Intravenous infusion pump line. Researchers should choose infusion lines compatible with the infusion pump available at their facilities |
| Set Intro Sheath 8.5FRx 10CM | Arrow | SI-09880 | |
| Sofsilk 0 wax coated | Covidien | S316 | |
| Solumedrol 500mg/5ml | Purchased from institutional pharmacy | ||
| Suction tip | Covidien | 8888501023 | |
| Suction Tubing 1/4" x 120" | Med-Rx | 70-8120 | |
| Suture 5.0 Prolene BB | Ethicon | 8580H | |
| Suture Prolene Blum 4-0 SH 36 | Ethicon | 8521H | |
| Sutures 2.0 Prolene Blu M SH | Ethicon | 8523H | |
| Sutures BB 4.0 Prolene | Ethicon | 8881H | |
| Tracheal Tube, 6.5mm | Mallinckrodt | 86449 | |
Referências
- Lund, L. H., Edwards, L. B., et al. The Registry of the International Society for Heart and Lung Transplantation: Thirty-third Adult Heart Transplantation Report-2016; Focus Theme: Primary Diagnostic Indications for Transplant. The Journal of Heart and Lung Transplantation. 35 (10), 1158-1169 (2016).
- Lund, L. H., Edwards, L. B., et al. The Registry of the International Society for Heart and Lung Transplantation_ Thirty-first Official Adult Heart Transplant Report-2014; Focus Theme_ Retransplantation. The. Journal of Heart and Lung Transplantation. 33 (10), 996-1008 (2014).
- Cosío Carmena, M. D. G., Gómez Bueno, M., et al. Primary graft failure after heart transplantation: characteristics in a contemporary cohort and performance of the RADIAL risk score. The Journal of Heart and Lung Transplantation. 32 (12), 1187-1195 (2013).
- Fedak, P. W. M., Rao, V., et al. Combined endothelial and myocardial protection by endothelin antagonism enhances transplant allograft preservation. The Journal of Thoracic and Cardiovascular Surgery. 129 (2), 407-415 (2005).
- Ramzy, D., Rao, V., et al. Cardiac allograft preservation using donor-shed blood supplemented with L-arginine. The Journal of Heart and Lung Transplantation. 24 (10), 1665-1672 (2005).
- Rao, V., Feindel, C. M., Weisel, R. D., Boylen, P., Cohen, G. Donor blood perfusion improves myocardial recovery after heart transplantation. Journal of Heart and Lung Transplantation. 16 (6), 667-673 (1997).
- Wicomb, W. N., Cooper, D. K., Barnard, C. N. Twenty-four-hour preservation of the pig heart by a portable hypothermic perfusion system. Transplantation. 34 (5), 246-250 (1982).
- Badiwala, M. V., Ramzy, D., et al. Donor pretreatment with hypertonic saline attenuates primary allograft dysfunction: a pilot study in a porcine model. Circulation. 120, 206-214 (2009).
- Ribeiro, R. V. P., Badiwala, M. V., Ramzy, D., Tumiati, L. C., Rao, V. Recipient Hypertonic Saline Infusion Prevents Cardiac Allograft Dysfunction. The Journal of Thoracic and Cardiovascular Surgery. , (2018).
- Townsend, D. Measuring Pressure Volume Loops in the Mouse. Journal of Visualized Experiments. (111), e53810 (2016).
- Ratschiller, T., Deutsch, M. -. A., et al. Heterotopic Cervical Heart Transplantation in Mice. Journal of Visualized Experiments. (102), e52907 (2015).
- Fukunaga, N., Bissoondath, V., Rao, V. Submandibular Gland-preserving Technique for Heterotopic Cervical Heart Transplantation in Mice. Transplantation. 1, (2018).
- Gong, W. Mouse Heterotopic Abdominal Heart Transplant Model. Rodent Transplant Medicine. , 107-118 (2014).
- Robinson, N., Souslian, L., Gallegos, R. P., Rivard, A. L., Dalmasso, A. P., Bianco, R. W. Animal Models for Cardiac Research. Handbook of Cardiac Anatomy, Physiology, and Devices. , 469-491 (2015).
- Bianco, R. W., Gallegos, R. P., Rivard, A. L., Voight, J., Dalmasso, A. P. Animal Models for Cardiac Research. Handbook of Cardiac Anatomy, Physiology, and Devices. , 393-410 (2009).
