Murin İntrapulmoner Trakeal Transplantasyon: Akciğer Transplantasyonu Sonrası Obliteratif Hava Yolu Hastalığının Araştırılmasında Bir Model
Summary
Murin intrapulmoner trakeal transplantasyon (IPTT) modeli, akciğer transplantasyonu sonrası obliteratif hava yolu hastalığını (OAD) incelemek için değerlidir. Allotransplantasyon sonrası hava yolu obliterasyonunda akciğere özgü immünolojik ve anjiyojenik davranış hakkında yüksek tekrarlanabilirlik ile bilgi sunar. Burada, IPTT prosedürünü ve beklenen sonuçlarını açıklıyoruz.
Abstract
Murin intrapulmoner trakeal transplantasyon (IPTT), akciğer transplantasyonunu takiben obliteratif hava yolu hastalığının (OAD) bir modeli olarak kullanılmaktadır. İlk olarak ekibimiz tarafından bildirilen bu model, yüksek teknik tekrarlanabilirliği ve immünolojik davranışların ve terapötik müdahalelerin araştırılmasına uygunluğu nedeniyle OAD çalışmasında kullanım kazanmıştır.
IPTT modelinde, bir kemirgen trakeal grefti, plevra yoluyla doğrudan alıcının akciğerine yerleştirilir. Bu model, greftlerin deri altı veya omental bölgelere nakledildiği heterotopik trakeal transplantasyon (HTT) modelinden ve donör trakeanın alıcının trakeasının yerini aldığı ortotopik trakeal transplantasyon (OTT) modelinden farklıdır.
IPTT modelinin başarılı bir şekilde uygulanması, ileri anestezi ve cerrahi beceriler gerektirir. Anestezik beceriler, alıcının endotrakeal entübasyonunu, uygun ventilasyon parametrelerinin ayarlanmasını ve anesteziden sonra uygun zamanlanmış ekstübasyonu içerir. Cerrahi beceriler, akciğere hassas greft yerleştirilmesi ve hava sızıntısı ve kanamayı önlemek için viseral plevranın etkili bir şekilde kapatılmasını sağlamak için gereklidir. Genel olarak öğrenme süreci yaklaşık 2 ay sürmektedir.
HTT ve OTT modellerinden farklı olarak, IPTT modelinde, allogreft hava yolu, ilgili akciğer mikroçevresinde hava yolu obliterasyonu geliştirir. Bu, araştırmacıların akciğer transplantasyonundan sonra hava yolu obliterasyonunda rol oynayan akciğere özgü immünolojik ve anjiyojenik süreçleri incelemelerine olanak tanır. Ayrıca, bu model, insan akciğer allogreftlerinde de görülen üçüncül lenfoid organları (TLO’lar) sergilemesi bakımından da benzersizdir. TLO’lar, T ve B hücre popülasyonlarından oluşur ve immün hücre alımını yönlendiren yüksek endotelyal venüllerin varlığı ile karakterize edilir; Bu nedenle, greft kabulü ve reddinde çok önemli bir rol oynamaları muhtemeldir. IPTT modelinin, akciğer nakli allogreftinde hava yolu obliterasyonunun gelişiminde rol oynayan intrapulmoner immün ve profibrotik yolakları incelemek için yararlı bir araç olduğu sonucuna vardık.
Introduction
Akciğer nakli, son dönem solunum yolu hastalıkları olan hastalar için etkili bir tedavi olarak kurulmuştur. Bununla birlikte, insan akciğer nakli alıcıları için medyan sağkalım oranı sadece yaklaşık 6 yıldır ve bir tür obstrüktif hava yolu hastalığı (OAD) olan obliteratif bronşiyolit (OB) gelişimi, transplantasyondan sonraki ilk yıldan sonra önemli bir ölüm nedenidir1.
OAD’nin altında yatan mekanizmayı araştırmak için çeşitli hayvan modelleri kullanılmıştır. Böyle bir model, heterotopik trakeal transplantasyon (HTT) model2’dir. Bu modelde, trakeal greftler alıcının deri altı dokusuna veya omentumuna implante edilir. İskemiye bağlı trakeal greft epitel hücrelerinin kaybı meydana gelir, bunu alloreaktif lenfosit infiltrasyonu ve donör epitel hücrelerinin apoptozu izler. Fibroblastlar ve miyofibroblastlar trakea etrafında göç ederek hücre dışı bir matris oluşturur. Son olarak, hava yolu lümeninin tamamen fibröz obliterasyonu meydana gelir. HTT modeli teknik olarak basittir, in vivo bir ortam sağlar ve yüksek tekrarlanabilirlik sunar.
OAD’yi incelemek için başka bir model, fizyolojik ventilasyonu sürdürmek için trakeal greftlerin alıcının trakeasına yerleştirildiği sıçan ortotopik trakeal transplantasyon (OTT) modelidir3. Bu modelde, donör epitel hücrelerinin iskemiye bağlı tükenmesi, bunların trakea içindeki alıcı epitel hücreleri ile yer değiştirmesine neden olur ve orta derecede fibrozun eşlik ettiği tıkanmamış bir hava yolu oluşturur. Bu modeller akciğer transplantasyonu sonrası hava yolu obliterasyonunun anlaşılmasına katkıda bulunmuş olsa da, akciğer parankimal mikroçevresinin rekapitülasyonu açısından sınırlılıkları vardır.
Araştırma grubumuz, trakeal greftlerin alıcı akciğereimplante edildiği sıçan intrapulmoner trakeal transplantasyon (IPTT) modelini tanıttı 4 (Şekil 1). IPTT modeli, akciğer mikroçevresinde meydana gelen hava yolu lümeninin fibröz obliterasyonunu sergiler. Ayrıca, sıçan IPTT 5,6,7,8,9,10’dan teknik olarak daha zorlu olan farelere başarıyla uygulanmıştır. Murin IPTT modelinin bu adaptasyonu, transgenik fareler kullanılarak akciğer nakli sonrası OAD’nin akciğer immünolojik ortamının karmaşık ayrıntılarını daha derinlemesine incelememizi sağladı.
IPTT modeli bazı benzersiz özelliklere sahiptir. Bunlardan biri, pulmoner dolaşım ile kolaylaştırılan ve hava yolu obliterasyonunda çok önemli bir rol oynayan neoanjiyogenezdir 4,10. Ek olarak, IPTT modeli, bazıları periferik düğüm adresini eksprese eden yüksek endotelyal venüllere sahip olan lenfoid agregatlar sergiler ve bunların üçüncül lenfoid organlar (TLO’lar) olduğunu gösterir7,8. TLO’lar lenf nodlarına benzer ve T hücreleri, B hücreleri ve sıklıkla foliküler dendritik hücrelerin eşlik ettiği bir germinal merkezden oluşur 11,12. Hava yolu obliterasyonu da dahil olmak üzere çeşitli kronik inflamatuar hastalıklarda TLO’lar bildirilmiştir, bu da IPTT modelini TLO’ların hava yolu obliterasyonundaki rolünü araştırmak için uygun hale getirir 7,8,11,12,13. Bu makale, araştırmacıları bu modele alıştırmak ve akciğer transplantasyonunu takiben hava yolu obliterasyonu ile ilgili daha fazla araştırmayı kolaylaştırmak amacıyla murin IPTT modelinin metodolojisini sunmaktadır.
Protocol
Representative Results
Discussion
Murin IPTT prosedürü kritik adımları içerir. Anestezi ile ilgili olarak, ilk önemli adım endotrakeal entübasyondur. Ses tellerini görselleştirmek ve anında entübasyonu kolaylaştırmak için fareyi bacakları masanın üzerinde olacak şekilde uygun bir yükseklikte tutmak önemlidir. Ek olarak, dikkatli solunum hacmi ve pozitif ekspirasyon sonu basıncı (PEEP) ayarlaması gereklidir. Tipik olarak, 25-30 g ağırlığındaki fareler için 500 μL’lik birsolunum hacmi ve 2 cmH2O’luk bir PEEP yeterl…
Declarações
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Yazarlar, bu makaleyi düzenlediği için Jerome Valero’ya teşekkür eder. Şekil 1 ve Şekil 3I,J,L BioRender.com ile oluşturulmuştur.
Materials
| BALB/cJ | The Jackson Laboratory | 8-10 weeks 25-30 g | Male, Donor |
| BD 1 mL Syringe | Becton Dickinson | 309659 | |
| BD PrecisionGlide Needle Aiguile BD PrecisionGlide |
Becton Dickinson | 305122 | |
| Bovie Change-A-Tip Deluxe High-Temperture | Bovie | DEL1 | |
| C57BL/6J | The Jackson Laboratory | 8-10 weeks 25-30 g | Male, Recipient |
| Dumont #5/45 Forceps | F·S·T | 11251-35 | |
| Ethicon Ligaclip Multiple -Clip Appliers- | Ethicon | LX107 | |
| Extra Fine Graefe Forceps | F·S·T | 11150-10 | |
| Glover Bulldog Clamp | Integra | 320-127 | |
| Halsted-Mosquito Hemostats | F·S·T | 13009-12 | |
| Horizon Titanium Ligating Clips | Teleflex | 001201 | |
| Leica M651 Manual surgical microscope for microsurgical procedures | Leica | ||
| Magnetix Fixator with spring lock | CD+ LABS | ACD-001 | |
| Microsurgical Scissor | Jarit | 277-051 | |
| Mouse and Perinatal Rat Ventilator Model 687 | Harvard | 55-0001 | |
| Perfadex Plus | XVIVO | 19850 | |
| Retractor Tip Blunt – 2.5 mm | CD+ LABS | ACD-011 | |
| small animal table | CD+ LABS | ACD-003 | |
| Surgipro Blue 24" CV-1 Taper, Double Armed | Covidien | VP702X | |
| Systane ointment | Alconn | 1444062 | |
| System Elastomer | CD+ LABS | ACD-007 | |
| Terumo Surflo IV Catheter, 20 G x 1 in | Terumo Medical Corporation | SR-OX2025CA | |
| VMT table Top | benson | 91803300 |
Referências
- Chambers, D. C., et al. The International Thoracic Organ Transplant Registry of the International Society for Heart and Lung Transplantation: Thirty-fifth adult lung and heart-lung transplant report-2018; Focus theme: Multiorgan Transplantation. J Heart Lung Transplant. 37 (10), 1169-1183 (2018).
- Hertz, M. I., Jessurun, J., King, M. B., Savik, S. K., Murray, J. J. Reproduction of the obliterative bronchiolitis lesion after heterotopic transplantation of mouse airways. American J Pathol. 142 (6), 1945-1951 (1993).
- Ikonen, T. S., Brazelton, T. R., Berry, G. J., Shorthouse, R. S., Morris, R. E. Epithelial re-growth is associated with inhibition of obliterative airway disease in orthotopic tracheal allografts in non-immunosuppressed rats. Transplantation. 70 (6), 857 (2000).
- Dutly, A. E., et al. A novel model for post-transplant obliterative airway disease reveals angiogenesis from the pulmonary circulation. Am J Transplant. 5 (2), 248-254 (2005).
- Wagnetz, D., et al. Rejection of tracheal allograft by intrapulmonary lymphoid neogenesis in the absence of secondary lymphoid organs. Transplantation. 93 (12), 1212-1220 (2012).
- Hirayama, S., et al. Local long-term expression of lentivirally delivered IL-10 in the lung attenuates obliteration of intrapulmonary allograft airways. Hum Gene Ther. 22 (11), 1453-1460 (2011).
- Watanabe, T., et al. Recipient bone marrow-derived IL-17 receptor A-positive cells drive allograft fibrosis in a mouse intrapulmonary tracheal transplantation model. Transpl Immunol. 69, 101467 (2021).
- Matsuda, Y., et al. Spleen tyrosine kinase modulates fibrous airway obliteration and associated lymphoid neogenesis after transplantation. Am J Transplant. 16 (1), 342-352 (2016).
- Suzuki, Y., et al. Effect of CTLA4-Ig on Obliterative bronchiolitis in a mouse intrapulmonary tracheal transplantation model. Ann Thorac Cardiovasc Surg. 27 (6), 355-365 (2021).
- Watanabe, T., et al. A potent anti-angiogenic factor, vasohibin-1, ameliorates experimental bronchiolitis obliterans. Transplant Proc. 44 (4), 1155-1157 (2012).
- Aloisi, F., Pujol-Borrell, R. Lymphoid neogenesis in chronic inflammatory diseases. Nat Rev Immunol. 6 (3), 205-217 (2006).
- Cupedo, T., Jansen, W., Kraal, G., Mebius, R. E. Induction of secondary and tertiary lymphoid structures in the skin. Immunity. 21 (5), 655-667 (2004).
- Sato, M., et al. The role of intrapulmonary de novo lymphoid tissue in obliterative bronchiolitis after lung transplantation. J Immunol. 182 (11), 7307-7316 (2009).
- Okazaki, M., et al. Maintenance of airway epithelium in acutely rejection orthotopic vascularized mouse lung transplants. A J Resp Cell Mol Biol. 37 (6), 625-630 (2007).
- Yamada, Y., et al. Chronic airway fibrosis in orthotopic mouse lung transplantation models-an experimental reappraisal. Transplantation. 102 (2), e49-e58 (2018).
- Watanabe, T., et al. A B cell-dependent pathway drives chronic lung allograft rejection after ischemia-reperfusion injury in mice. Am J Transplant. 19 (12), 3377-3389 (2019).
- Guo, Y., et al. Vendor-specific microbiome controls both acute and chronic murine lung allograft rejection by altering CD4+Foxp3+ regulatory T cell levels. Am J Transplant. 19 (10), 2705-2718 (2019).
