نموذج فأر غير متجانس لدراسة زراعة الحنجرة
Summary
الهدف من هذه المخطوطة هو وصف الخطوات الجراحية المجهرية المطلوبة لإجراء عملية زرع حنجرية غير متجانسة في الفئران. تتمثل مزايا نموذج الفأر هذا مقارنة بالنماذج الحيوانية الأخرى لزراعة الحنجرة في فعاليته من حيث التكلفة وتوافر المقايسات والبيانات المناعية.
Abstract
على الرغم من أن زراعة الحنجرة غير المتجانسة إجراء صعب تقنيا ، إلا أنها توفر تحليلا علميا وفوائد من حيث التكلفة مقارنة بالنماذج الحيوانية الأخرى. على الرغم من وصفها لأول مرة من قبل Shipchandler et al. في عام 2009 ، إلا أن هذه التقنية لا تستخدم على نطاق واسع ، ربما بسبب الصعوبات في تعلم تقنية الجراحة المجهرية والوقت اللازم لإتقانها. تصف هذه الورقة الخطوات الجراحية بالتفصيل ، بالإضافة إلى المزالق المحتملة التي يجب تجنبها ، من أجل تشجيع الاستخدام الفعال لهذه التقنية.
في هذا النموذج ، يتم مفاغرة الشرايين السباتية الثنائية للحنجرة المانحة إلى الشريان السباتي المتلقي والوريد الوداجي الخارجي ، مما يسمح بتدفق الدم عبر الكسب غير المشروع. يمكن تأكيد تدفق الدم أثناء العملية عن طريق تصور ملء الدم في الشرايين السباتية الثنائية الكسب غير المشروع ، واحمرار الغدد الدرقية في الكسب غير المشروع ، والنزيف من الأوعية الدقيقة في الكسب غير المشروع. تشمل العناصر الحاسمة للنجاح الحفاظ الدقيق على أوعية الكسب غير المشروع ، وإجراء بضع الشرايين وبضع الوريد بالحجم الصحيح ، واستخدام العدد المناسب من الغرز على مفاغرة الشرايين الشريانية والشريانية الوريدية لتأمين الأوعية دون تسرب ومنع الانسداد.
يمكن لأي شخص أن يصبح بارعا في هذا النموذج مع التدريب الكافي وتنفيذ الإجراء في حوالي 3 ساعات. إذا تم إجراؤه بنجاح ، يسمح هذا النموذج بإجراء الدراسات المناعية بسهولة وبتكلفة منخفضة.
Introduction
بالنسبة للمرضى الذين يعانون من تلف الحنجرة الذي لا يمكن إصلاحه أو سرطان الحنجرة ، غالبا ما يكون استئصال الحنجرة الكلي هو الخيارالوحيد 1. استئصال الحنجرة الكلي يترك المرضى دون القدرة على التنفس والتحدث من تلقاء أنفسهم ، بالإضافة إلى تجربة ضائقة اجتماعية ونفسية2. المرضى الذين يعانون من سرطان الحنجرة الذين يحتاجون إلى استئصال الحنجرة الكلي هم مرشحون محتملون ممتازون لزراعة الحنجرة. في حين تم إجراء زرع الحنجرة البشرية في وضع تلف الحنجرة الذي لا يمكن إصلاحه ، يتم حاليا تجنب زرع الحنجرة في هؤلاء المرضى بسبب الخوف من تكرار الورم ، وإمكانية الرفض المزمن ، والالتهابات المشتقة من المتبرع3. كبت المناعة هو السبب الرئيسي لهذه المخاوف. الخسارة الدراماتيكية لأول مريض زرع حنجري جزئي بسبب تكرار الورم بعد العلاج المثبط للمناعة التقليدي هو دليل على أنه يجب وضع نظام مناسب مثبط للمناعة قبل إجراء المزيد من المحاولات للزراعة في مرضى سرطان الحنجرة 4,5.
لفهم أفضل للاستجابة المناعية للمضيف للحنجرة المزروعة ، تم تطوير أول نموذج زرع الحنجرة في الفئران في عام 1992 بواسطة Strome ، وتم إجراء تحسينات على التقنية الجراحية في عام 2002 6,7. على الرغم من أن هذا النموذج فعال لدراسة زراعة الحنجرة ، إلا أن نقص العوامل المناعية الخاصة بالفئران والتكلفة العالية المرتبطة بنماذج الفئران أدى إلى تطوير نموذج فأر جديد لدراسة زراعة الحنجرة في عام 20098.
التطبيق الرئيسي للتقنية الموصوفة هو دراسة أنظمة الأدوية المثبطة للمناعة المختلفة في زراعة الحنجرة. قد يؤدي تحسين العلاجات المثبطة للمناعة الحالية إلى توسيع مجموعة المرشحين ويؤدي إلى زرع آمن في مرضى السرطان. فوائد نموذج الماوس هذا هي فعاليته من حيث التكلفة والتوافر الواسع للبيانات والكواشف المناعية.
يمكن للفرق التي تعمل على أنظمة العلاج المثبطة للمناعة لزراعة الحنجرة استخدام هذه الطريقة لجمع كمية كبيرة من البيانات المناعية ، ويمكن اختبار أنظمة الأدوية المختلفة ومقارنتها بسرعة. يمكن أيضا اختبار طرق العلاج المحتملة الأخرى التي يمكن أن تعدل الاستجابة المناعية لعملية الزرع ، مثل حقن الخلايا الجذعية ، باستخدام هذا النموذج. أخيرا ، يمكن ابتكار تجارب لمراقبة الآثار الجهازية طويلة المدى لزراعة الحنجرة عن طريق تمديد فترة المتابعة.
تستخدم التقنية الموصوفة هنا مفاغرة من طرف إلى جانب لتوفير التدفق الشرياني والوريدي لطعم الحنجرة غير المتجانس. الكسب غير المشروع عبارة عن مركب حنجري رغامي مريئي (LTE) يضم الحنجرة والغدد الدرقية والغدد الجار درقية والقصبة الهوائية والمريء للمتبرع ، مع الشرايين السباتية الثنائية والعنيق سليمة. يتم مفاغرة أحد الشريان السباتي المتبرع إلى الشريان السباتي المتلقي ويوفر تدفق الدم الشرياني ، بينما يتم مفاغرة الشريان السباتي للمتبرع الآخر إلى الوريد الوداجي الخارجي المتلقي ويوفر تدفق الدم الوريدي (الشكل 1).
تم إجراء العديد من التعديلات على التقنية الجراحية لنموذج الفئران لضمان النجاح في نموذج الفأر. على سبيل المثال ، تم استخدام عامل مخدر مستنشق بدلا من عامل قابل للحقن لزيادة التحكم في عمق التخدير وتقليل المضاعفات. يستخدم خياطة مستمرة في مفاغرة الشرايين الشريانية في الفئران. ومع ذلك ، نظرا لصغر حجم أوعية الماوس ، فإن هذا أمر صعب تقنيا ويمكن أن يتسبب في تضييق تجويف الوعاء7. نتيجة لذلك ، يتم استخدام الغرز المتقطعة في نموذج الماوس وتؤدي إلى تحسين سالكية السفينة. بالإضافة إلى ذلك ، في نموذج الفئران ، يتم تشريح عنيق الشريان الدرقي العلوي (STA) وتصوره. نظرا لصغر حجم STA في الفئران ، يمكن أن يؤدي هذا التشريح إلى تلف وحتى نقل STA. نتيجة لذلك ، لا يتم تشريحه في نموذج الماوس. بدلا من ذلك ، يتم الحفاظ على اللفافة القريبة لضمان الحفاظ على STA سليمة.
تشمل المزالق الرئيسية المحتملة لهذه التقنية إتلاف عناقيد LTE المعقدة المانحة ، أو إجراء بضع الشريان أو بضع الوريد بحجم غير صحيح ، أو انسداد الأوعية في مواقع المفاغرة ، أو ترك فجوات في مواقع المفاغرة التي قد تسبب النزيف. لتجنب هذه الأخطاء ، يجب توخي الحذر عند شراء الكسب غير المشروع للمتبرع عن طريق ترك صفعة من الأنسجة حول عنيق STA. يجب أن يكون بضع الشرايين وبضع الوريد كبيرا بما يكفي للسماح بتدفق الدم ولكنه صغير بما يكفي لمنع التسرب. يجب استخدام عدد مناسب من الغرز للمفاغرة لسد أي فجوات ، ولكن ليس كثيرا لسد الأوعية.
إذا تم الحصول على الإلمام بتقنيات الجراحة المجهرية ، يمكن إجراء هذا الإجراء في حوالي 3 ساعات. يمكن إجراء نموذج زرع الحنجرة هذا بشكل موثوق في الفئران واستخدامه لدراسة الاستجابة المناعية للمضيف بعد زرع الأوعية الدموية المركبة.
Protocol
Representative Results
Discussion
زاد معدل الإصابة بسرطان الحنجرة وانتشاره بنسبة 12٪ و 24٪ على التوالي خلال العقود الثلاثة الماضية ، ويخضع العديد من هؤلاء المرضى لاستئصال الحنجرة للعلاج10. يؤدي هذا الإجراء إلى تفاقم نوعية حياة الشخص بشكل كبير ، وبالتالي فإن العلاج البديل مطلوب. زرع الأوعية الدموية المركبة للحن?…
Declarações
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
نود أن نشكر راندال رايش على مساعدته الممتازة في تصوير الفيديو والتحرير.
Materials
| #1 Paperclips | Staples | OP-7404 | Clips are shaped manually to be used as retractors |
| 1 cc Insulin Syringes | BD | 329412 | 27 G 5/8 |
| 10-0 Ethilon Nylon Suture | Ethicon | 2870G | |
| 25 G Precision Glide Needle | BD | 305125 | 1 in |
| 3 mL Luer-Lok Tip Syringe | BD | 309657 | |
| 30 G Sterile Standard Blunt Needles | Cellink | NZ5300505001 | |
| 5-0 Monocryl Suture | Ethicon | Y822G | |
| 8-0 Ethilon Nylon Suture | Ethicon | 2815G | |
| Adson Forceps | Fine Science Tools | 11027-12 | Straight, 1 x 2 teeth |
| Adventitia scissors | S&T | SAS-10 | 19 mm, 10 cm, straight |
| Angled Forceps | Fine Science Tools | 00109-11 | 45/11 cm |
| Artifical Tears Lubricant Opthalmic Ointment | Akorn Animal Health | 59399-162-35 | |
| Bandaid Fabric Fingertip | Cardinal Healthcare | 299399 | |
| Betadine Solution Swabsticks | Purdue Products | 67618-153-01 | |
| Buprenex Injection | CIII | 12495-0757-1 | 0.3 mg/mL |
| Clamp applying forceps without lock | Accurate Surgical & Scientific Instruments | ASSI.CAF5 | 14 cm |
| Cotton Swabs | Puritan | 10806-001-PK | |
| DeBakey forceps | |||
| Dermabond Mini | Cardinal Healthcare | 315999 | |
| Dissecting Boards | Mopec | 22-444-314 | |
| Falcon Sterile Disposable Petri Dish | Corning | 25373-041 | 35 mm |
| Fine Scisssors | Fine Science Tools | 14029-10 | Curved Sharp-Blunt 10 cm |
| Golden A5 2-Speed Blade Clipper | Oster | 008OST-78005-140 | #10 |
| Hair Remover Sensitive Formula | Nair | 2260000033 | |
| Heparin | Meitheal Pharmaceuticals | 71288-4O2-10 | 10,000 USP units per 10 mL |
| Isoflurane | Piramal Healthcare | 66794-013-25 | |
| Low-Temp Micro Fine Tip Cautery | Bovie Medical | AA90 | |
| Mercian Visibility Background Material | Synovis Micro Companies | VB3 | Green |
| Microvascular Approximator Clamp without Frame | Accurate Surgical & Scientific Instruments | ASSI.ABB11V | 0.4-1 mm Vessel Diameter |
| Mouse face mask kit | Xenotec | XRK-S | Small |
| Needle holder | S&T | C-14 W | 5.5", 8 mm, 0.4 mm |
| Press n' Seal | Glad | 70441 | |
| Scalpel | Braun | BA210 | 10 blade |
| Single Mini Vessel Clamp | Accurate Surgical & Scientific Instruments | ASSI.ABB11M | .31 (8 mm), 3 x 1 mm Rnd. Bl., Black Pair |
| Stereomicroscope | Olympus | SZ61 | |
| Sterile Alcohol Prep Pads | Fisherbrand | 06-669-62 | |
| Sterile Disposable Drape Sheets | Dynarex | DYN4410-CASE | |
| Sterile Gauze Pads | Dukal | 1212 | |
| Sterile Saline | Hospira | 236173 | NaCl 0.9% |
| Sterile Surgical Gloves | Gammex | 851_A | |
| Straight Forceps | Fine Science Tools | 00108-11 | 11 cm |
| Tissue forceps | Accurate Surgical & Scientific Instruments | ASSI.JFLP3 | 13.5 cm, 8 mm, 0.3 mm |
| Vannas Pattern Scissors | Accurate Surgical & Scientific Instruments | ASSI.SDC15RV | 15 cm, 8 mm, curved 7mm blade |
| Vannas Spring Scissors | Fine Science Tools | 15000-10 | 3 mm cutting edge, curved |
| Vessel Dilator Tip | Fine Science Tools | 00126-11 | Diameter 0.1 mm/Angled 10/11 cm |
| Vessel Dilator, Classic line | S&T | D-5a.3 W | 9 mm, 0.3 mm, angled 10 |
Referências
- Strome, M., et al. Laryngeal transplantation and 40-month follow-up. The New England Journal of Medicine. 344 (22), 1676-1679 (2001).
- Hilgers, F. J. M., Ackerstaff, A. H., Aaronson, N. K., Schouwenburg, P. F., Zandwijk, N. Physical and psychosocial consequences of total laryngectomy. Clinical Otolaryngology. 15 (5), 421-425 (1990).
- Heyes, R., Iarocci, A., Tchoukalova, Y., Lott, D. G. Immunomodulatory role of mesenchymal stem cell therapy in vascularized composite allotransplantation. Journal of Transplantation. 2016, (2016).
- Kluyskens, P., Ringoir, S. Follow-up of a human larynx transplantation. Laryngoscope. 80 (8), 1244-1250 (1970).
- Krishnan, G., et al. The current status of human laryngeal transplantation in 2017: A state of the field review. Laryngoscope. 127 (8), 1861-1868 (2017).
- Strome, S., Sloman-Moll, E., Wu, J., Samonte, B. R., Strome, M. Rat model for a vascularized laryngeal allograft. Annals of Otology, Rhinology & Laryngology. 101 (11), 950-953 (1992).
- Lorenz, R. R., Dan, O., Nelson, M., Fritz, M. A., Strome, M. Rat laryngeal transplant model: technical advancements and a redefined rejection grading system. Annals of Otology, Rhinology & Laryngology. 111 (12), 1120-1127 (2002).
- Shipchandler, T. Z., et al. New mouse model for studying laryngeal transplantation. Annals of Otology, Rhinology & Laryngology. 118 (6), 465-468 (2009).
- Strome, M., Wu, J., Strome, S., Brodsky, G. A comparison of preservation techniques in a vascularized rat laryngeal transplant model. The Laryngoscope. 104 (6), 666-668 (1994).
- Nocini, R., Molteni, G., Mattiuzzi, C., Lippi, G. Updates on larynx cancer epidemiology. Chinese Journal of Cancer Research. 32 (1), 18-25 (2020).
- Strome, S., Sloman-Moll, E., Wu, J., Samonte, B. R., Strome, M. Rat model for a vascularized laryngeal allograft. Annals of Otology, Rhinology & Laryngology. 101 (11), (1992).
- Work, W. P., Boles, R. Larynx: Replantation in the dog. Archives of Otolaryngology-Head and Neck Surgery. 82 (4), 401-402 (1965).
- Birchall, M. A., et al. Model for experimental revascularized laryngeal allotransplantation. British Journal of Surgery. 89 (11), 1470-1475 (2002).
- Nakai, K., et al. Rat model of laryngeal transplantation with normal circulation maintained by combination with the tongue. Microsurgery. 23 (2), 135-140 (2003).
- Lott, D. G., Dan, O., Lu, L., Strome, M. Long-term laryngeal allograft survival using low-dose everolimus. Otolaryngology-Head and Neck Surgery. 142 (1), 72-78 (2010).
- Lott, D. G., Russell, J. O., Khariwala, S. S., Dan, O., Strome, M. Ten-month laryngeal allograft survival with use of pulsed everolimus and anti-αβ T-cell receptor antibody immunosuppression. Annals of Otology, Rhinology & Laryngology. 120 (2), 131-136 (2011).
- Lott, D. G., Dan, O., Lu, L., Strome, M. Decoy NF-κB fortified immature dendritic cells maintain laryngeal allograft integrity and provide enhancement of regulatory T cells. The Laryngoscope. 120 (1), 44-52 (2010).
