Un modèle d’endotoxine reproductible orienté unité de soins intensifs chez le rat
Summary
Nous présentons ici un modèle d’endotoxine reproductible orienté unité de soins intensifs chez le rat.
Abstract
La septicémie et le choc septique demeurent la principale cause de décès dans les unités de soins intensifs. Malgré des améliorations significatives dans la prise en charge de la septicémie, la mortalité varie toujours entre 20 et 30%. De nouvelles approches thérapeutiques sont nécessaires de toute urgence afin de réduire l’insuffisance multiviscérale et la mort liées à la septicémie. Des modèles animaux robustes permettent une ou plusieurs approches de traitement ainsi que de tester leur effet sur les paramètres physiologiques et moléculaires. Dans cet article, un modèle animal simple est présenté.
Tout d’abord, l’anesthésie générale est induite chez les animaux soit avec l’utilisation de volatile, soit par anesthésie intrapéritonéale. Après la mise en place d’un cathéter intraveineux (veine caudale), la trachéotomie et l’insertion d’un cathéter intraartérien (artère caudale), la ventilation mécanique est commencée. Les valeurs de base de la pression artérielle moyenne, de la saturation artérielle en oxygène et de la fréquence cardiaque sont enregistrées.
L’injection de lipopolysaccharides (1 milligramme/ kilogramme de poids corporel) dissous dans une solution saline tamponnée au phosphate induit une réponse inflammatoire forte et reproductible via le récepteur de type toll 4. Les corrections hydriques ainsi que l’application de noradrénaline sont effectuées sur la base de protocoles bien établis.
Le modèle animal présenté dans cet article est facile à apprendre et fortement orienté vers le traitement clinique de la septicémie dans une unité de soins intensifs avec sédation, ventilation mécanique, surveillance continue de la pression artérielle et prélèvement sanguin répétitif. De plus, le modèle est fiable, permettant des données reproductibles avec un nombre limité d’animaux conformément aux principes 3R (réduire, remplacer, affiner) de la recherche animale. Alors que les expériences sur les animaux dans la recherche sur la septicémie ne peuvent pas être facilement remplacées, les mesures répétitives permettent une réduction des animaux et le maintien d’animaux septiques anesthésiés diminue la souffrance.
Introduction
La septicémie et sa forme la plus grave, le choc septique, sont des syndromes sur le terrain d’une infection, entraînant une réaction inflammatoire excessive avec la libération de cytokines, entraînant des changements physiologiques et biochimiques avec une défense immunitaire supprimée et des résultats fatals 1,2. Cette réaction inflammatoire déséquilibrée entraîne un dysfonctionnement des organes et une défaillance des organes dans divers organes vitaux tels que les poumons, les reins et le foie. Avec 37 %3, la septicémie est l’une des raisons les plus courantes pour lesquelles un patient est admis dans une unité de soins intensifs (USI). La mortalité de la septicémie varie actuellement autour de 20-30%4. Un traitement antibiotique précoce et efficace est de la plus haute importance5. La réanimation liquidienne et vasopressrice doit être installée tôt, à part cela, le traitement est purement favorable6.
La septicémie est définie comme une infection prouvée ou suspectée par des bactéries, des champignons, des virus ou des parasites, qui s’accompagne d’un dysfonctionnement des organes. Les critères de choc septique sont remplis lorsqu’un nouvel effondrement cardiovasculaire ne répond pas au traitement fluide seul et qu’un taux de lactate supérieur à 2 millimoles/litre est présent2. La défaillance d’organe liée à la septicémie peut se produire dans n’importe quel organe, mais elle est très fréquente dans le système cardiovasculaire, le cerveau, les reins, le foie et les poumons. La plupart des patients souffrant de septicémie ont besoin d’une intubation endotrachéale pour sécuriser les voies respiratoires du patient, pour les protéger de l’aspiration et pour appliquer une ventilation expiratoire positive avec une fraction élevée d’oxygène inspiré pour prévenir ou surmonter l’hypoxie. Afin de tolérer un tube trachéal et une ventilation mécanique, les patients ont généralement besoin d’une sédation.
Les endotoxines, telles que les lipopolysaccharides (LPS) en tant que composant de la membrane des bactéries à Gram négatif, induisent une forte réaction inflammatoire via le récepteur de type toll (TLR) 47. L’activation d’une voie définie assure une réaction inflammatoire stable. Les cytokines comme la protéine chimioattractante 1 induite par les cytokines (CINC-1), la protéine chimioattractante 1 des monocytes (MCP-1) et l’interleukine 6 (IL-6) sont connues sous le nom de facteurs pronostiques de gravité et de résultat dans ce modèle8. L’application intraveineuse de LPS a été utilisée avec succès pour étudier divers aspects de la septicémie chez le rat 8,9.
Le traitement de la septicémie reste un défi, notamment en raison du manque de modèles animaux prédictifs. Si l’endotoxémie avec activation de l’inflammation systémique est un modèle adéquat pour le développement de thérapies pharmacologiques est discutable. Cependant, avec la voie TLR 4 induite par LPS bien connue, des connaissances importantes peuvent être acquises.
Protocol
Representative Results
Discussion
Le protocole décrit ici permet un modèle de septicémie hautement reproductible, mais simple à apprendre, qui peut être adapté en fonction de la question de recherche. Des données in vivo essentielles concernant le fonctionnement des organes, telles que la fréquence cardiaque, la pression artérielle et la saturation artérielle périphérique en oxygène, peuvent être collectées en continu et des prélèvements sanguins peuvent être effectués de manière répétitive tout au long de l’expérience. En outre,…
Declarações
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Les auteurs tiennent à remercier Beatrice Beck-Schimmer (MD) et Erik Schadde (MD) pour leur examen critique et leur précieuse contribution à ce manuscrit.
Materials
| 2-0 silk sutures | Ethicon, Sommerville, NJ | K833 | Standard surgical |
| 26 intravenous catheter | Becton Dickinson, Franklin Lakes, NJ | 391349 | Standard anesthesia equipment |
| 6-0 LOOK black braided silk | Surgical Specalities Corporation, Wyomissing, PA | SP114 | Standard surgical |
| Alaris Syringe Pump | Bencton Dickinson | ||
| Betadine | Mundipharma, Basel, Switzerland | 7.68034E+12 | GTIN-number |
| Curved fine tips microforceps | World precision instruments (WPI), Sarasota, FL | 504513 | Facilitates vascular preparation |
| Fine tips microforceps | World precision instruments (WPI), Sarasota, FL | 501976 | Tips need to be polished regularly |
| Infinity Delta XL Anesthesia monitoring | Draeger, Lübeck, Germany | ||
| Isoflurane, 250 mL bottles | Attane, Piramal, Mumbai, India | LDNI 22098 | Standard vet. equipment |
| Ketamine (Ketalar) | Pfitzer, New York, NY | ||
| Lipopolysaccharide (LPS) from Escherichia coli, serotype 055:B5 | Sigma, Buchs, Switzerland | ||
| Q-tips small | Carl Roth GmbH, Karlsruhe, Germany | EH11.1 | Standard surgical |
| Ringerfundin | Bbraun, Melsungen, Germany | ||
| Tec-3 Isofluorane Vaporizer | Ohmeda, GE-Healthcare, Chicago, IL | not available anymore | Standard vet. equipment |
| Xylazine (Xylazin Streuli) | Streuli AG, Uznach, Switzerland |
Referências
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