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Medicina

Mesure transdermique du débit de filtration glomérulaire chez les porcelets ventilés mécaniquement

Published: September 13, 2022
doi:
10.3791/64413
, , , , ,
1Department of Physiology,College of Medicine University of Tennessee Health Science Center

Summary

Le débit de filtration glomérulaire (DFG) est le marqueur idéal pour évaluer la fonction rénale. Cependant, la méthode de mesure standard utilisant l’injection d’inuline avec analyse de sang et d’urine en série n’est pas pratique. Cet article décrit une méthode pratique pour mesurer le DFG par voie transdermique chez les porcelets.

Abstract

La mesure transdermique du débit de filtration glomérulaire (DFG) a été utilisée pour évaluer la fonction rénale chez les animaux conscients. Cette technique est bien établie chez les rongeurs pour étudier les lésions rénales aiguës et les maladies rénales chroniques. Cependant, la mesure du DFG à l’aide du système transdermique n’a pas été validée chez les porcs, une espèce ayant un système rénal similaire à celui des humains. Par conséquent, nous avons étudié l’effet de la septicémie sur le DFG transdermique chez des porcs nouveau-nés anesthésiés et ventilés mécaniquement. La septicémie polymicrobienne a été induite par ligature et ponction (CLP). Le système de mesure du DFG transdermique consistant en un capteur de fluorescence miniaturisé a été fixé à la peau rasée du porc pour déterminer la clairance de la sinistrone conjuguée à l’isothiocyanate de fluorescéine (FITC), un traceur de DFG injecté par voie intraveineuse. Nos résultats montrent qu’à 12 h post-CLP, la créatinine sérique augmentait avec une diminution du DFG. Cette étude démontre, pour la première fois, l’utilité de l’approche DFG transdermique dans la détermination de la fonction rénale chez les porcs néonatals ventilés mécaniquement.

Introduction

Une évaluation pratique et quantitative de la fonction rénale est la mesure du débit de filtration glomérulaire (DFG), qui indique dans quelle mesure les reins filtrent le sang sur la base du principe de clairance1. Une méthode antérieure de mesure du DFG implique l’injection intraveineuse de composés exogènes tels que l’inuline ou la sinistrine, en effectuant des mesures en série des niveaux plasmatiques/urinaires pour détecter leur clairance 2,3. Cette méthode est lourde et nécessite la collecte en série d’échantillons de plasma et d’urine4. Une alternative est la mesure des produits finaux métaboliques endogènes tels que la créatinine. Cependant, cela prend du temps et, parfois, est imprécis, car il est non seulement filtré par le glomérule mais également sécrété par les tubules 5,6. De plus, le taux de créatinine est influencé par le sexe, l’âge, l’alimentation et la masse musculaire 7,8,9.

Une mesure plus précise, peu invasive et largement utilisée du DFG est l’utilisation de moniteurs de DFG transdermiques, qui mesurent le DFG en temps réel chez les animaux 4,10. La sinistrine, un marqueur rénal exogène hautement soluble et librement filtré, est marquée avec de l’isothiocyanate de fluorescéine (FITC). Ce composé conjugué est injecté par voie intraveineuse et la fonction rénale en temps réel peut être évaluée sans prélèvement d’échantillons de sang etd’urine 11. L’utilisation de la mesure du DFG transdermique a été validée chez les rongeurs12, les chiens 13 et les chats14, mais pas chez les porcs.

Les espèces porcines partagent plusieurs caractéristiques anatomiques et physiologiques avec les humains, ce qui en fait des animaux idéaux pour l’étude de diverses maladies humaines15. L’utilisation de porcs dans la recherche biomédicale translationnelle est devenue de plus en plus populaire et préférée aux modèles de rongeurs parce qu’elle imite la physiologie humaine et la physiopathologie16. Les porcs néonatals sont intéressants pour comprendre les mécanismes des maladies propres aux patients pédiatriques17. En outre, les progrès récents de la transplantation de porcs à organes humains incitent à élargir les outils de diagnostic pour les essais précliniques et cliniques 18,19,20,21. Cet article, pour la première fois, fournit un guide pour l’utilisation du dispositif transdermique dans la mesure du DFG chez les porcs nouveau-nés.

Protocol

Les procédures sont rédigées conformément aux normes nationales pour le soin et l’utilisation des animaux de laboratoire et ont été approuvées par le Comité institutionnel de soin et d’utilisation des animaux (IACUC) du Centre des sciences de la santé de l’Université du Tennessee (UTHSC). REMARQUE: Les porcelets du groupe expérimental sont soumis à une ligature et à une ponction des cæcales, tandis que le groupe simulé ne subit qu’une ouverture de l’abdomen sans ligatu…

Representative Results

Dans cette section, nous présentons pour la première fois les données représentatives de l’utilisation du DFG transdermique chez les porcs nouveau-nés. Nous avons utilisé un modèle de ligature et de ponction des cæcaux dont il a déjà été démontré qu’il diminuait la fonction rénale28. En conséquence, nous avons émis l’hypothèse que chez nos porcs CLP, il devrait y avoir une baisse aiguë du DFG correspondant à l’IRA, ce qui devrait être détecté sur le dispositif de DFG…

Discussion

Cet article décrit les étapes pratiques pour déterminer la fonction rénale chez les porcs à l’aide des moniteurs de DFG transdermique miniaturisés et de la FITC-sinistrin dans un modèle de porc néonatal anesthésié et ventilé mécaniquement. Des articles antérieurs ont établi des protocoles expérimentaux de DFG transdermique chez les rongeurs11,12,14, mais aucun protocole n’existe chez les porcs.

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Declarações

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Cette étude a été soutenue par les subventions R01 DK120595 et R01 DK127625 des National Institutes of Health accordées au Dr Adebiyi. Le contenu de cet article relève de la seule responsabilité des auteurs et ne représente pas nécessairement les opinions officielles des National Institutes of Health. Merci au Dr. Daniel Schock-Kusch, directeur de site chez MediBeacon GmbH, pour ses conseils.

Materials

Alpha – Chloralose Sigma-Aldrich C0128-25G Used for maintanining anesthesia
Black braided silk  3-0 Surgical Specialties SP117 Silk tie for blood vessel traction and ligation
Centrifugation machine AccuSpin 8C Fischer Scientific 75-008-821 Used to extract plasma from whole blood sample
Endotracheal Tube 3.0 uncuffed Progressive Medical International 1109021995 Inserted through tracheostomy
FITC-Sinistrin 1.0 g MediBeacon Inc. FTCF S001 Store at room temp and protect from light
GEM Premier 3000 Blood gas analyzer Instrumentation Laboratory 5700 For bedside blood gas analysis
Heating Pad medium size 20 in x 29 in Adroit Medical Systems V029 Connects to heat therapy pump
HTP-Heat Therapy Pump Adroit Medical Systems HTP Allows you to set temperature as needed.
IDEXX Catalyst One IDEXX Laboratories 89-92525-00 Plasma creatinine analysis
Invasive blood pressure catheter 3.5Fr Millar SPR-524 Inserted in femoral artery
IV adminstration set with flow regulator True Care TCRTCBINF033G Used to connect IV fluid bag to vein catheter
Ketamine Covetrus 68317 Used for induction of Anesthesia
MediBeacon analysis software version 3.0 MediBeacon Inc. N/A Software program used for analysing data to obtain sinistrin clearance half life and curve
Millex-GV Syringe Filter Unit 0.22 µm Millipore Sigma SLGVR33RS Syringe filter for chloralose injection
Neonate/Infant Ventilator Sechrist Millennium 20409 Connected to air supply to provide ventilation through endotracheal tube
Phenobarbital Sodium + Phenytoin Sodium (Euthasol) Covetrus 72934 Used for euthanasia
Ringer Lactate 500 mL bag Baxter 2B2323Q Maintanence fluid infusion
Sterile Gloves Henry Schein 104-5920 Used by operator during surgery
Sterile Gown Halyard Health 95021 Used by operator during surgery
Steril Towel Medline 42131704 Used as drape to maintaine sterile field when operating
Suture 3-0 silk reverse cutting needle Ethicon NC1842168 Used for suturing abdominal wall layers
Transdermal Mini GFR Monitor MediBeacon Inc. TDM004 Battery and USB connector included in package
Transdermal monitor adhesive patch MediBeacon Inc. PTC-SM001 Doubl sided adhesive patch for GFR probe
Umbilical Tape 1/8 in x 20 yds Fisher Scientific NC9303017 To secure endotracheal tube
Venous Catheter size PE/5 Micro medical tubing BB31695 For femoral vein cannulation
Xylazine Covetrus 61035 Used for induction of anesthesia
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Referências

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Fanous, M. S., Afolabi, J. M., Michael, O. S., Falayi, O. O., Iwhiwhu, S. A., Adebiyi, A. Transdermal Measurement of Glomerular Filtration Rate in Mechanically Ventilated Piglets. J. Vis. Exp. (187), e64413, doi:10.3791/64413 (2022).
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