Un modelo animal grande para la lesión renal aguda por oclusión bilateral temporal de la arteria renal
Summary
Este estudio presenta un modelo animal grande altamente reproducible de lesión renal de la isquemia-reperfusión en cerdos usando la obstrucción bilateral percutánea temporal del globo-catéter de las arterias renales por el minuto 60 y la reperfusión para 24 H.
Abstract
La lesión renal aguda (IRA) se asocia con un mayor riesgo de morbilidad y mortalidad postoperatoria. La lesión de la Isquemia-reperfusión (IRI) es la causa más común de AKI. Para mímico este escenario clínico, este estudio presenta un modelo animal grande altamente reproducible de IRI renal en cerdos usando la obstrucción bilateral percutánea temporal del globo-catéter de las arterias renales. Las arterias renales se ocluyen durante 60 minutos introduciendo los catéteres con balón a través de la arteria femoral y carótida y avanzándolos en la porción proximal de las arterias. El contraste yodado se inyecta en la aorta para evaluar cualquier opacificación de los vasos renales y confirmar el éxito de la oclusión de la arteria. Esto se confirma aún más por el aplanamiento de la forma de onda de pulso en la punta de los catéteres de balón. Los globos se desinflan y se quitan después del minuto 60 de la obstrucción bilateral de la arteria renal, y permiten que los animales se recuperen por 24 h. Al final del estudio, la creatinina plasmática y el nitrógeno ureico en sangre aumentan significativamente, mientras que la eGFR y la producción de orina disminuyen significativamente. La necesidad de contraste yodado es mínima y no afecta a la función renal. La oclusión bilateral de la arteria renal imita mejor el escenario clínico de hipoperfusión renal perioperatoria, y el abordaje percutáneo minimiza el impacto de la respuesta inflamatoria y el riesgo de infección observado con un abordaje abierto, como una laparotomía. La capacidad de crear y reproducir este modelo porcino clínicamente relevante facilita la traducción clínica a los seres humanos.
Introduction
La lesión renal aguda (IRA) es una afección comúnmente diagnosticada entre los pacientes quirúrgicos asociada con morbilidad y mortalidad significativa1,2. Los datos disponibles muestran que la IRA puede afectar incluso a la mitad de todos los pacientes hospitalizados en todo el mundo y conduce a una tasa de mortalidad del 50% en los pacientes de la unidad de cuidados intensivos1,3. A pesar de su alta prevalencia, la terapia actual con IRA sigue estando limitada a estrategias preventivas, como el manejo de líquidos y la diálisis. Por lo tanto, hay un interés continuo en explorar terapias alternativas para AKI4,5,6.
La IRA se clasifica típicamente en prerrenal, intrínseca y postrrenal en función de su etiología4,5,6. La mayoría de los pacientes quirúrgicos con IRA están asociados a causas prerrenales por hipovolemia, resultando en lesión por isquemia-reperfusión (IRI) de los riñones2. Clínicamente, la producción de orina disminuye y los niveles de creatinina aumentan debido a la disminución de la función renal. El riñón es un órgano de alta tasa metabólica y susceptible a la isquemia. Es necesario un modelo animal grande altamente reproducible de IRI renal para obtener una mejor comprensión de la fisiopatología de la IRA y sus potenciales abordajes terapéuticos5.
Para mímico el escenario clínico del hypoperfusion del riñón peri-operatively, un modelo de la obstrucción bilateral de la arteria renal se juzga conveniente. Los modelos previamente descritos que implican oclusión unilateral de la arteria renal con o sin resección del riñón contralateral no proporcionan suficiente aplicabilidad clínica7,8. Aunque estos modelos son suficientes para causar IRA, no se asemejan a escenarios clínicos de la vida real ni en términos de tipo ni de duración de la lesión.
La puntería de este papel es presentar un modelo porcino de la obstrucción temporal bilateral percutánea de las arterias renales por la obstrucción del globo-catéter bajo angiografía. La oclusión bilateral de la arteria renal imita el escenario clínico de hipoperfusión renal, seguido de la posterior retirada del balón para la reperfusión9,10. Se describen los pasos técnicos, incluyendo la cateterización, la dirección del catéter, la angiografía, y la supervisión hemodinámica. Este método no sólo permite una obstrucción altamente controlada y replicable de las arterias renales, pero el acercamiento percutáneo reduce al mínimo el impacto de la respuesta inflamatoria limitando la cantidad de insulto al cuerpo comparado a un acercamiento abierto.
Protocol
Representative Results
Discussion
La IRA es un trastorno clínico común que afecta hasta el 50% de los pacientes adultos hospitalizados en todo el mundo6,12. Se necesita un modelo animal clínicamente relevante para investigar más a fondo la fisiopatología de la enfermedad y las posibles dianas terapéuticas. Aunque existen varios modelos murinos que replican la IRA, estos no imitan completamente sus respectivos escenarios clínicos y la anatomía del riñón humano. Este estudio propone un mo…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Nos gustaría agradecer al Dr. Arthur Nedder por su ayuda y orientación. Este trabajo fue apoyado por el Richard A. and Susan F. Smith President’s Innovation Award, Michael B. Klein and Family, The Sidman Family Foundation, The Michael B. Rukin Charitable Foundation, The Kenneth C. Griffin Charitable Research Fund y The Boston Investment Council.
Materials
| 0.9% sodium chloride injection, usp, 100 ml viaflex plastic container | Baxter | 2B1302 | For animal hydration |
| Agent contrast 100.0ml injection media btl ioversal 74% | CARDINAL HEALTH | 133311 | For visualizing the vasculature |
| Bard Bardia Closed System Urinary Drainage Bag | BARD Inc | 802001 | For urine collection |
| BD Vacutainer K2 EDTA | BD | 367841 | For blood sample storage |
| BD Vacutainer Lithium Heparin | BD | 366667 | For blood sample storage |
| Betadine | Henry Schein | 6906950 | For skin disinfection |
| Bookwalker retractor | Codman | For skin retraction | |
| Bupivacaine 0.25% | Hospira | Administer at incision site for analgesia | |
| Buprenorphine SR | Zoo Pharm | 10mg/ml bottle, Dose: 0.2mg/kg SC | |
| Cath angio 5.0 Fr x100.0 cm 0.038 in JR4 | MERIT MEDICAL SYSTEM INC | 7523-21 | For identification of the renal arteries |
| Cuffed endotracheal tube | Emdamed | To establish a secure airway for the duration of the operation | |
| EKG Medtronics- Physiocontrol LifePak 20 Oxygen saturation monitor | GE Healthcare Madison WI | For oxygen saturation monitoring | |
| Encore 26 inflator | BOSTON SCIENTIFIC | 710113 | For inflating the balloon catheters |
| Ethanol 95% (Ethyl alcohol) | Henry Schein | For skin disinfection | |
| Fentanyl patch | Mylan | Dose: 25-50mcg/hr, TD | |
| Gold silicone coated Foley | TELEFLEX MEDICAL INC | 180730160 | For urine collection |
| Heparin sodium | LEO Pharma A/S | Dose: 200 IU/kg IV | |
| i33 ultrasound machine | Phillips | Use ultrasonographic guidance for femoral catherization if necessary | |
| Inqwire diagnostic guide wire – 0.035" (0.89 mm) – 260 cm (102") – 1.5 mm j-tip | MERIT MEDICAL SYSTEM INC | 6609-33 | For guiding the balloon catheters to the renal arteries |
| Intravenous catheter, size 20 gauge | Santa Cruz Biotechnology | Inc SC-360097 | For fluid administration |
| Isoflurane | Patterson Veterinary Supply, Inc. | 21283620 | Dose: 3%, INH |
| Metzenbaum blunt curved 14.5 cm – 5(3/4)" | Rudolf Medical | RU-1311-14M | For tissue dissection and cutting |
| Neonatal disposable transducer kit with 30ml/hr flush device and double 4-way stopcocks for continuous monitoring | Argon Medical | 041588505A | For pressure measurement |
| Powerflex pro PTA dilatation catheter 6 x 20 mm – shaft length (135cm) | CARDINAL HEALTH | 4400602X | For occlusion of the renal arteries |
| Pressure monitoring lines mll/mll – 12" clear, mll/mll | Smiths Medical | B1571/MX571 | For pressure measurement |
| Procedure pack | Molnlycke Health Care | 97027809 | Surgical drape, gauze pads, syringes, beaker etc |
| Protamine | Henry Schein | 1044148 | For heparin reversal |
| Scalpel blade – size #10 | Cardinal Health (Allegiance) | 32295-010 | For the skin incisions |
| Stopcock iv 4 way lrg bore rotg male ll adptr strl | Peoplesoft | 1550 | For connecting tubings |
| Straight lateral retractor | Codman | For skin retraction | |
| Suture perma hnd 18in 2-0 braid silk blk | CARDINAL HEALTH 1 | A185H | For suturing incision site and securing catheters |
| Syringe contrast injection 10ml fixed male luer red | MERIT MEDICAL SYSTEM INC | MSS111-R | To administer the contrast agent |
| Syringe medical 60ml ll plst strl ltx free disp | CARDINAL HEALTH 1 | BF309653 | For urine collection and flushing of the angiocath |
| Tilzolan (tiletamine/zolazepam) | Patterson Veterinary Supply, Inc. | 07-893-1467 | Dose: 4-6 mg/kg, IM |
| Xylazine | Putney, INC | Dose: 1.1-2.2 mg/kg, IM |
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