Het gebruik van een centrale veneuze lijn voor vloeistoffen, drugs en Nutrient Administration in een muismodel van Kritieke Ziekte
Summary
This protocol describes a centrally catheterized mouse model of prolonged critical illness. We combine the cecal ligation and puncture method to induce sepsis with the use of a central venous line for fluids, drugs and nutrient administration to mimic the human clinical setting.
Abstract
Dit protocol beschrijft een centrale katheter muismodel van langdurige kritieke ziekte. We combineren de blindedarm ligatie en punctie methode om sepsis te wekken met het gebruik van een centraal veneuze lijn voor vloeistoffen, drugs en het beheer van voedingsstoffen voor het menselijk klinische setting na te bootsen. Kritiek zieke patiënten vereisen intensieve medische ondersteuning om te kunnen overleven. Terwijl de meerderheid van de patiënten zal herstellen binnen een paar dagen, ongeveer een kwart van de patiënten moeten langdurige intensieve zorg en een hoog risico om te overlijden aan niet-oplossen van meervoudig orgaanfalen. Verder wordt de verlengde fase van kritieke ziekte gewaarmerkt door ernstige spierzwakte en endocriene en metabole veranderingen, waarvan de pathogenese momenteel onvolledig begrepen. De meest gebruikte diermodel in kritieke zorg onderzoek is de blindedarm ligatie en punctie model aan sepsis veroorzaken. Dit is een zeer reproduceerbaar model met acute ontstekings- en hemodynamische veranderingen lijkt op humane septembersis, die is ontworpen om de acute fase van kritieke ziekte te bestuderen. Echter, dit model gestempeld door een hoge dodelijkheid, die verschilt van de klinische menselijke situatie, en is niet ontwikkeld om de verlengde fase van kritieke ziekte te bestuderen. Daarom aangepast we de techniek door het plaatsen van een centrale veneuze katheter in de halsader waardoor we klinisch relevante ondersteunende zorg te beheren, om beter na te bootsen de menselijke klinische situatie van kritieke ziekte. Deze muis model vereist een uitgebreide chirurgische ingreep en de dagelijkse intensieve verzorging van de dieren, maar het resulteert in een relevant model van de acute en langdurige fase van kritieke ziekte.
Introduction
Kritieke ziekte is een ziekte waarbij de functie van één of meerdere orgaansystemen wordt belemmerd in zoverre de patiënt zal sterven, tenzij intensieve medische drager toegediend. Overwegende dat de oorspronkelijke oorzaak van de toelating tot de intensive care unit (ICU) kan variëren, variërend van trauma, ingewikkelde operaties, brandwonden, ziekte exacerbaties aan sepsis, alle ernstig zieke patiënten lijden aan cellulaire schade, veroorzaakt door hypoperfusie, hypoxie en overmatige ontsteking onder anderen , wat leidt tot orgaanfalen. De meeste patiënten overleven hun acute belediging, maar een belangrijk deel van de patiënten niet onmiddellijk te herstellen en moet langdurige intensieve zorg. Ze zijn met een hoog risico op overlijden als gevolg van niet-oplossen van meervoudig orgaanfalen. Bovendien wordt de verlengde fase van kritieke ziekte hallmarked door ingrijpende spierzwakte en endocriene en metabole veranderingen, waarvan de pathogenese momenteel onvolledig begrepen.
verschillende rOdent modellen worden gebruikt in de care research setting. De twee meest gebruikte modellen zijn de exogene toediening van lipopolysaccharide (LPS) en blindedarm ligatie en punctie (CLP). Beide modellen zijn ontwikkeld om de acute fase van sepsis, gedefinieerd als een levensbedreigende orgaanfalen veroorzaakt door een ontregelde gastheer reactie op infectie na te bootsen, en één van de belangrijkste redenen voor de toelating tot de ICU wereldwijd 1, 2. LPS model heeft verschillende nadelen omdat het alleen kortstondig de afgifte van cytokinen en de hemodynamische status van het dier 3 beïnvloedt. In tegenstelling tot mensen, knaagdieren zijn ook bijzonder goed bestand tegen endotoxine en het gebruik van 'hoge dosis' van endotoxine moeten hypotensie en sterfte veroorzaken, verklaart verder hun bezorgdheid over de geldigheid van deze methode 4, 5. Het andere model, blindedarm ligatie en punctie model (CLP)kenmerkt een ligatie van een gedeelte van de blindedarm, gevolgd door een naaldpunctie doorgaande en-door. Deze werkwijze veroorzaakt een polymicrobiële abdominale infectie met weefselschade, gevolgd door translocatie van bacteriën in het bloedcompartiment. Dit zal een systemische ontstekingsreactie en de ontwikkeling van sepsis veroorzaken. De CLP-model is uitgebreid erkend als een diermodel van acute ernstige ziekte die de belangrijkste kenmerken van sepsis reproduceert: hyperinflammation, vaatverwijding, hypotensie en een verhoogde cardiac output 6, 7. Echter, dit model niet studie van niet-oplossen van meervoudig orgaanfalen, spieratrofie, en endocriene en metabole veranderingen, die typisch zijn voor de verlengde fase van kritieke ziekte zijn mogelijk te maken. Ook met de recent de geldigheid van muismodellen voor kritieke ziekte zijn ondervraagd, omdat de bevindingen van muismodellen kan niet altijd worden vertaald naar de menselijke instelling 8, 9, 10. Een mogelijke verklaring zou kunnen zijn dat de ondersteunende zorg die wordt verstrekt aan zieke menselijke patiënten kritisch verschilt aanzienlijk van de zorg die wordt verschaft kritisch zieke muizen.
Daarom, om de menselijke instelling lijken meer op en het onderzoek van de verlengde fase van kritieke ziekte mogelijk te maken, hebben we een muismodel dat de acute intensive care nabootst zoals gegeven voor de mens, zoals uitgebreide intraveneuze toediening van vocht en behandeling met antibiotica, en die het mogelijk maakt om ondersteunende zorg te beheren met het oog op de verlengde fase van kritieke ziekte, zoals nutritionele ondersteuning te overleven. Daartoe aangepaste we het muizenmodel van CLP-geïnduceerde sepsis, waarbij de gouden standaard voor sepsis en geplaatst een centrale veneuze lijn die het toedienen van vloeistoffen, voeding en geneesmiddelen mogelijk maakt.
Protocol
Representative Results
Discussion
We ontwikkelden een meer klinisch relevante muismodel van kritieke ziekte, door het combineren van de blindedarm ligatie en punctie methode om sepsis te wekken met het gebruik van een centraal veneuze lijn voor vloeistoffen, drugs en administratie voedingsstof. Deze experimentele opstelling reproduceerbaar is, maakt het mogelijk om de verlengde fase van kritieke ziekte en studieresultaten in een stabiele sterftecijfer, hierbij het nabootsen van de menselijke klinische situatie 1.
<p class="jo…Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
GVdB, via the University of Leuven (KU Leuven), receives long-term structural research support from the Methusalem Program funded by the Flemish Government (METH08/07) and holds a European Research Council Advanced Grant AdvG-2012-321670 from the Ideas Program of the European Union seventh framework program. SET received a Research Foundation-Flanders (FWO) Research Assistant Fellowship.
Materials
| Buprenorphine | Ecuphar | Vetergesic 0,3mg/ml | |
| C57BL/6 | Janvier labs | C57BL/6JRj | |
| colloids | Fresenius Kabi | Volulyte 6% | |
| crystalloids | Baxter | Plasmalyte a viaflo | |
| Ethilon 3.0 | Ethicon | F3211 | |
| Imipenem | MSD | Tienam 500mg powder for injection fluid | |
| Isoflurane | Eurovet | Iso-vet | |
| Ketamine | Eurovet | Nimatek 100mg/ml | |
| LocTite Super glue3 all plastics | Rectavit | 119818 | |
| Mersilk 3.0 | Ethicon | L192 | |
| Mersilk 5.0 | Ethicon | F682 | |
| Microrenathane .025 O.D." x .012 I.D." | Bioseb | MRE-025 | |
| olimel N7E | Baxter | ||
| PE10 – Polyethylene .011" x .024" | Instech Solomon | BTPE-10 | |
| PE-50 tubing .023"x.038" | Instech Solomon | BTPE-50 | |
| Rodent Swivel 20 G | Bioseb | RS-20G | |
| Ropivacaïne | Astrazenica | Naropin 2mg/ml | |
| Xylazine | VMD | Xylazine hydrochloride 2% |
References
- Angus, D. C., van der Poll, T. Severe sepsis and septic shock. N Engl J Med. 369 (9), 840-851 (2013).
- Singer, M., et al. The Third International Consensus Definitions for Sepsis and Septic Shock (Sepsis-3). JAMA. 315 (8), 801-810 (2016).
- Remick, D. G., Newcomb, D. E., Bolgos, G. L., Call, D. R. Comparison of the mortality and inflammatory response of two models of sepsis: lipopolysaccharide vs. cecal ligation and puncture. Shock. 13 (2), 110-116 (2000).
- Copeland, S., et al. Acute inflammatory response to endotoxin in mice and humans. Clin Diagn Lab Immunol. 12 (1), 60-67 (2005).
- Seok, J., et al. Genomic responses in mouse models poorly mimic human inflammatory diseases. Proc Natl Acad Sci U S A. 110 (9), 3507-3512 (2013).
- Rittirsch, D., Huber-Lang, M. S., Flierl, M. A., Ward, P. A. Immunodesign of experimental sepsis by cecal ligation and puncture. Nat Protoc. 4 (1), 31-36 (2009).
- Zolfaghari, P. S., Pinto, B. B., Dyson, A., Singer, M. The metabolic phenotype of rodent sepsis: cause for concern. Intensive Care Med Exp. 1 (1), 25 (2013).
- Radermacher, P., Haouzi, P. A mouse is not a rat is not a man: species-specific metabolic responses to sepsis – a nail in the coffin of murine models for critical care research. Intensive Care Med Exp. 1 (1), 26 (2013).
- Dyson, A., Singer, M. Animal models of sepsis: why does preclinical efficacy fail to translate to the clinical setting. Crit Care Med. 37 (1 Suppl), S30-S37 (2009).
- Osuchowski, M. F., et al. Abandon the mouse research ship? Not just yet. Shock. 41 (6), 463-475 (2014).
- Langford DJ1, B. A., Chanda, M. L., Clarke, S. E., Drummond, T. E., Echols, S., Glick, S., Ingrao, J., Klassen-Ross, T., Lacroix-Fralish, M. L., Matsumiya, L., Sorge, R. E., Sotocinal, S. G., Tabaka, J. M., Wong, D., van den Maagdenberg, A. M., Ferrari, M. D., Craig, K. D., Mogil, J. S. Coding of facial expressions of pain in the laboratory mouse. Nat Methods. 7, (2010).
- Hollenberg, S. M., et al. Characterization of a hyperdynamic murine model of resuscitated sepsis using echocardiography. Am J Respir Crit Care Med. 164 (5), 891-895 (2001).
- Heuer, J. G., et al. Cecal ligation and puncture with total parenteral nutrition: a clinically relevant model of the metabolic, hormonal, and inflammatory dysfunction associated with critical illness. J Surg Res. 121 (2), 178-186 (2004).
- Conti, M., Merlani, P., Ricou, B. Prognosis and quality of life of elderly patients after intensive care. Swiss Med Wkly. 142, (2012).
