심장 동종이식편에 치료제를 전달하기 위한 돼지 이질성 심장 이식 프로토콜
Summary
우리는 돼지 이종성 심장 이식 모델에서 전체 심장 동종이식편에 치료제를 전달하기 위한 규범발열 ex vivo sanguinous perfusion system을 활용하기 위한 프로토콜을 제시한다.
Abstract
심장 이식은 말기 심부전의 황금 표준 치료법입니다. 그러나, 이용가능한 공여자 심장의 수 및 원발성 이식편 기능장애 및 이식편 거부와 같은 합병증에 의해 제한되는 채로 남아있다. 심장 이식에서 생체외 관류 장치의 최근 임상 사용은 기능을 향상시키고 해로운 수용자 반응을 피하기 위해 치료 적 개입으로 심장 동종 이식편을 치료할 수있는 독특한 기회를 제공합니다. 전체 동종이식편에 대한 치료적 전달을 위한 번역적, 대규모의 동물 모델을 확립하는 것은 심장 이식에서 새로운 치료 접근법을 시험하는 데 필수적이다. 복강 내 위치에서의 돼지, 이질적 심장 이식 모델은 이식편 거부의 새로운 개입 및 면역병리학의 효과를 평가하기 위한 우수한 모델로서 작용한다. 이 모델은 또한 이식편이 수용자의 순환을 유지할 필요가 없다는 점을 감안할 때 돼지에게 장기간 생존을 제공합니다. 이 프로토콜의 목적은 이식 전에 전체 심장 동종이식편에 대한 치료학의 생체외 전달을 달성하기 위한 재현 가능하고 강력한 접근법을 제공하고, 생체외 관류 심장의 생존 이종물질 이식을 수행하기 위한 기술적 세부사항을 제공하는 것이다.
Introduction
심부전은 미국에서 약 6 백만 명의 성인에게 영향을 미치는 상태이며 2030 년까지 8 백만 명의 성인으로 증가 할 것으로 예상됩니다1. 심장 이식은 말기 심부전의 황금 표준 치료법입니다. 그러나 한계와 합병증이없는 것은 아닙니다. 이용 가능한 공여자 심장의 수, 원발성 이식편 기능 장애, 심장의 거부, 및 장기 면역 억제의 부작용2에 의해 제한된다. 이러한 한계는 동종 이식 실패를 경험할 수 있고 정상적인 기대 수명을 달성하기 위해 후속 재 이식이 필요한 젊은 수혜자에게 특히 중요합니다.
이러한 한계를 극복하기위한 이상적인 개입은 동종 이식편의 생존력을 향상시키고 “심장 보호”를 부여 할 수있는 수용자에게 이식하기 전에 전체 심장 동종 이식편을 치료제로 치료할 것입니다. 이러한 개입은 허혈성 모욕, 동종 이식편 거부, 심장 동종 이식편 혈관병증의 발생을 최소화하고 심지어 한계 동종 이식편을 복구하기 위해 예방적으로 주어질 것입니다. 이러한 유형의 중재를 개발하기위한 번역 연구는 심장 이식의 장기 감시를 허용하기 위해 심장 이식의 대규모 동물 모델을 필요로합니다. 복강내 위치에서의 돼지, 이질적 심장 이식 모델은 이러한 목적에 이상적인 것으로 입증되었다. 이 위치에서의 심장 이식은 새로운 치료법의 효과를 테스트하고 이식편 거부의 면역 병리학을 평가할 수있게합니다. 추가적으로, 헤테로토픽 모델은 수용자의 더 나은 전체 생존, 심폐 우회에 대한 요구가 없고, 수용자의 순환을 유지하기 위한 이식편의 요건이 없기 때문에 동위원소 모델에 비해 유리하다3.
유전자, 세포, 또는 면역요법과 같은 심장에 대한 치료적 개입의 효과적인 전달은 임상 적용에 대한 상당한 장벽이다4,5. 생체외 관류 장치에 의해 도입된 기술은 이식편이 지속적으로 관류될 수 있게 하여, 비작동하지만 대사적으로 활성인 상태(6,7,8,9)로 유지한다. 이것은 전신 전달10,11,12,13의 잠재적 인 부작용을 최소화하면서 고급 치료제로 전심을 치료할 수있는 독특한 기회를 제공합니다. 치료 전달을 위해 생체외 관류 장치를 활용하는 또 다른 이점은 이들이 전통적인 냉정전기 저장 방법을 사용하여 실현 가능하지 않은 장기간에 걸쳐 관상동맥 순환에 약물을 투여할 수 있다는 것이다. 이것은 이식편(14)에 대한 치료제의 보다 전세계적인 전달을 허용한다. 여기에 제시된 프로토콜을 사용하여, 우리는 아데노바이러스 벡터15를 사용하여 반딧불이 루시퍼라제 유전자를 전체 돼지 심장 이식편에 성공적으로 전달하였다. 이 프로토콜의 목적은 이식 전에 전체 심장 동종이식편에 대한 치료의 전달을 달성하기 위한 재현 가능하고 강력한 접근법을 제공하는 것이다.
Protocol
Representative Results
Discussion
심장 이식에서 생체외 관류 동안 치료제의 전달은 동종이식편을 수정하고 잠재적으로 이식 결과를 개선시키는 전략을 제공한다. 여기에 제시된 프로토콜은 최첨단 normothermic ex vivo sanguinous perfusion 저장소를 통합하고 동종 이식편11,12,13에 대한 세포, 유전자 또는 면역 요법의 분리 된 전달을 테스트 할 수있는 유망한 잠재?…
Declarações
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
우리는 듀크 대형 동물 외과 코어와 듀크 관류 서비스 (Duke Perfusion Services)가 이러한 과정에서 도움을 주신 것에 대해 감사드립니다. 또한 Paul Lezberg와 TransMedics, Inc.의 지원에 감사드립니다.
Materials
| 0 Looped Maxon suture | Covidien | GMM-341L | Used to close fascia of the laparotomy incision |
| 0 Silk ties | Medtronic, Inc | S346 | |
| 18 G Angiocath | BD | 381144 | Used to de-air the left ventricle of the donor heart after implantation |
| 20 Fr LV vent | Medtronic, Inc | 12002 | |
| 2-0 Silk sutures | Ethicon, Inc. | SA11G | |
| 2-0 Silk ties | Ethicon, Inc. | SA65H | |
| 2-0 Vicryl suture | Ethicon, Inc. | J259H | |
| 24 Fr venous cannula | Medtronic, Inc | 68124 | |
| 3-0 Prolene sutures | Ethicon, Inc. | 8522 | |
| 4-0 Monocryl suture | Ethicon, Inc. | Y469G | |
| 4-0 Prolene sutures | Ethicon, Inc. | 8521 | |
| Animal hair cutting clipper | Wahl | 8786-452 | |
| Aortic clamp | V. Mueller | CH6201 | |
| Army Navy retractor | V. Mueller | SU3660 | |
| ATF 40, Cell saver disposable set | Fresenius Kabi | 9108494 | Cell saver device insert |
| Balfour retractor | V. Mueller | SU3042 | Used as an abdominal wall retractor |
| C.A.T.S cell saver | Fresenius Kabi | ES0019 | Cell saver device used to wash donor blood |
| Cardiac defibrillator | Zoll | M Series | Cardiac defibrillator |
| Castro needle holder | V. Mueller | CH8589 | |
| CG4 iStat cartridges | Abbott | 03P85-25 | POC testing |
| CG8 iStat cartridges | Abbott | 03P88-25 | POC testing |
| DeBakey forceps | V. Mueller | CH5902 | |
| Electrocautery disposable pencil | Covidien | E2450H | |
| Gerald forceps | V. Mueller | NL1451 | |
| Hemotherm 400CE Dual Reservoir Cooler/Heater | Cincinnati Sub-Zero | 86022 | Heater cooler used to regulate perfusion temperature on the ex vivo perfusion device |
| iSTAT 1 | Abbott | 04P75-03 | POC testing device |
| Kocher clamp | V. Mueller | SU2790 | |
| Large clip applier | Sklar | 50-4300 | |
| Large clips | Teleflex | 4200 | |
| Large soft pledgets | Covidien | 8886867901 | |
| Medium clip applier | Sklar | 50-4335 | |
| Medium clips | Teleflex | 2200 | |
| Metzenbaum scissor | V. Mueller | CH2006-001 | |
| No. 10 scalpel blade | Swann-Mortan | 301 | Used for skin incision |
| No. 11 scalpel blade | Kiato Plus | 18111 | Used for vascular incision |
| OCS device with base | TransMedics, Inc. | Ex vivo perfusion device | |
| OCS disposable | TransMedics, Inc. | Ex vivo perfusion device insert with perfusion kits | |
| Pacing cable | Remington Medical | FL-601-97 | |
| Pediatric cardioplegia catheter (4Fr) | Medtronic, Inc | 10218 | Used to deliver cardioplegia to the donor aortic root |
| Pediatric Foley catheter | Teleflex | RSH170003080 | Placed pre-op to decompress the recipient's bladder |
| Potts scissors | V. Mueller | CH13038 | |
| Pressure bag x2 (1,000 mL) | Novaplus | V4010H | Used to deliver cardioplegia at a set pressure |
| Satinsky clamp | V. Mueller | CH7305 | Vascular clamp used for creating anastomoses between donor heart and recipient vessels |
| Scissors | Felco | FELCO 200A-50 | Used to perform sternotomy |
| Small hard pledgets | Covidien | 8886867701 | |
| Sternal retractor | V. Mueller | CH6950-007 | |
| Temporary cardiac pacing wires | Ethicon, Inc. | TPW32 | |
| Temporary dual chamber pacemaker | Medtronic, Inc | 5388 | Cardiac pacing device |
| Tourniquet kit | Medtronic, Inc | 79005 | Rummel tourniquets |
| Umbilical tape | Covidien | 8886861903 | |
| Vessel loops | Covidien | 31145686 |
Referências
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