Un protocollo per il bypass gastrico Roux-en-Y nei ratti che utilizza cucitrici lineari

Summary

Il bypass gastrico Roux-en-Y (RYGB) viene eseguito per trattare l’obesità e il diabete. Tuttavia, i meccanismi alla base dell’efficacia del RYGB non sono pienamente compresi e gli studi sono limitati da difficoltà tecniche che portano a un’elevata mortalità nei modelli animali. Questo articolo fornisce istruzioni su come eseguire RYGB nei ratti con alti tassi di successo.

Abstract

Il bypass gastrico Roux-en-Y (RYGB) viene comunemente eseguito per il trattamento dell’obesità grave e del diabete di tipo 2. Tuttavia, il meccanismo di perdita di peso e i cambiamenti metabolici non sono ben compresi. Si ritiene che molteplici fattori svolgano un ruolo, tra cui la riduzione dell’apporto calorico, la diminuzione dell’assorbimento dei nutrienti, l’aumento della sazietà, il rilascio di ormoni che promuovono la sazietà, i cambiamenti nel metabolismo dell’acido biliare e le alterazioni del microbiota intestinale.

Il modello RYGB del ratto presenta una struttura ideale per studiare questi meccanismi. Il lavoro precedente sui modelli di topi ha avuto alti tassi di mortalità, che vanno dal 17 al 52%, limitandone l’adozione. I modelli di ratto dimostrano una riserva più fisiologica per lo stimolo chirurgico e sono tecnicamente più facili da adottare in quanto consentono l’uso di cucitrici chirurgiche. Una sfida con le cucitrici chirurgiche, tuttavia, è che spesso lasciano una grande borsa gastrica che non è rappresentativa del RYGB nell’uomo.

In questo protocollo, presentiamo un protocollo RYGB nei ratti che si traducono in una piccola busta gastrica utilizzando cucitrici chirurgiche. Utilizzando due fuochi di cucitrice che rimuovono il forestomach del ratto, otteniamo una busta gastrica più piccola simile a quella che segue un tipico RYGB umano. La graffatura chirurgica si traduce anche in una migliore emostasi rispetto alla divisione acuta. Inoltre, il forestomach del ratto non contiene ghiandole e la sua rimozione non deve alterare la fisiologia del RYGB.

La perdita di peso e i cambiamenti metabolici nella coorte RYGB sono stati significativi rispetto alla coorte fittizia, con una tolleranza al glucosio significativamente inferiore a 14 settimane. Inoltre, questo protocollo ha un’eccellente sopravvivenza dell’88.9% dopo RYGB. Le competenze descritte in questo protocollo possono essere acquisite senza precedenti esperienze microchirurgiche. Una volta padroneggiata, questa procedura fornirà uno strumento riproducibile per studiare i meccanismi e gli effetti del RYGB.

Introduction

L’obesità e il diabete di tipo 2 sono diventati epidemie in^{tutto il mondo 1}. Sebbene la perdita di peso medico possa migliorare il diabete nei pazienti, quelli con diabete grave beneficiano maggiormente della chirurgia bariatrica. La chirurgia bariatrica si è dimostrata sicura ed efficace nella perdita di peso e nel migliorare o curare il diabete di tipo^{2 2,3,}anche in quelli con malattia di lunga^{data 4}. Le procedure bariatrica metaboliche, come l’attuale chirurgia di bypass gastrico Roux-en-Y gold-standard (RYGB), inducono miglioramenti rapidi e sostenuti nell’omeostasi del glucosio riducendo al contempo la necessità di farmaci per diabetici^5,6,7.

Dopo RYGB, il miglioramento dell’omeostasi del glucosio si verifica rapidamente ed è indipendente dalla perdita di peso⁸. Sono state proposte due teorie principali per spiegare i cambiamenti metabolici associati alla remissione del diabete che si verificano dopo la chirurgia metabolica. In primo luogo, l’ipotesi del broncio postula che, dopo il bypass, concentrazioni più elevate di nutrienti non digeriti raggiungano l’intestino distale migliorando il rilascio di ormoni come il GLP-1. D’altra parte, l’ipotesi del prenega suggerisce che bypassare l’intestino prossimale riduce la secrezione di ormoni anti-incretina. Entrambi questi effetti potrebbero portare a un miglioramento precoce del metabolismo del glucosio⁹.

I modelli animali hanno il potenziale per essere un potente strumento per studiare questi meccanismi. Tuttavia, una barriera importante nell’utilizzo di modelli di topi o ratti è la difficoltà tecnica nell’eseguire queste procedure. La maggior parte degli studi si è basata sui modelli di^{topo o ratto 10,11,12}. I modelli di topo sono stati difficili in quanto lo stomaco del topo è troppo piccolo per utilizzare dispositivi di^{cucitrice 11}e i tassi di mortalità sono inaccettabilmente alti, che vanno dal 17 al 52%¹³. Nei ratti, alcuni protocolli rimangono tecnicamente difficili da eseguire a causa della complessa legatura dei vasi gastrici prima di dividere lo^{stomaco 12,14}. Altri modelli dividono lo stomaco usando una cucitrice ma lasciano una grande borsa non coerente con l’anatomia umana post RYGB¹¹. In questo modello, forniamo istruzioni dettagliate su come eseguire RYGB utilizzando cucitrici lineari in un modello di ratto con conseguente sacchetto gastrico più in linea con quello dell’anatomia umana. Nel complesso, questa procedura è stata associata a eccellenti tassi di sopravvivenza e risultati metabolici.

Protocol

I protocolli sull’uso degli animali sono stati approvati dal Health Science Animal Care and Use Committee dell’Università dell’Alberta (AUP00003000). Vedere la figura 1 per un diagramma che illustra l’anatomia rygb. 1. Bypass gastrico Roux-en-Y Preparazione degli animali e allestimento operativo Una settimana prima dell’intervento chirurgico, fornire ai ratti una terapia di reidratazione orale e una dieta liquida oltre alla loro dieta solida e a…

Representative Results

Animali e alloggi36 ratti Wistar maschi erano alloggiati in coppia e venivano nutriti con una dieta sterile ad alto contenuto di grassi per roditori al 60% a partire da sei settimane dietà (Figura 2). A 16 settimane di età, sono stati sottoposti a RYGB o a un intervento chirurgico fittizio. Dopo la prima settimana postoperatoria, i ratti sono stati ripresi con una dieta ricca di grassi. Metà dei ratti sono stati eutanasiati a 2 settimane post-operatorie e l’altra met?…

Discussion

Rygb comporta la creazione di una piccola busta gastrica (meno di 30 mL) e la creazione di un arto biliopancreatico e di un arto Roux(figura 1). Negli esseri umani, l’arto biliopancreatico è tipicamente da 30 a 50 cm e trasporta secrezioni dal residuo gastrico, dal fegato e dal pancreas. L’arto Roux è tipicamente lungo da 75 a 150 cm ed è il canale principale per il cibo ingerito. Il canale comune è il restante piccolo distale intestinale a cui si uniscono i due arti ed è dove si verifi…

Materials

2-0 Silk Sutures	Ethicon	K533
3-0 Vicryl Sutures	Ethicon	J219H
4% Isoflurane	N/A	N/A
5% Dextrose and 0.9% Sodium Chloride Solution – 1000 mL	Baxter	2B1064
50 mL Conical Centrifuge Tubes	Fisher Scientific	14-432-22
6-0 Prolene Sutures	Ethicon	8805H
Anesthetic Machine	N/A	N/A
Animal Hair Shaver	N/A	N/A
Betadine Solution	N/A	N/A
Castrojievo Needle Holder with lock 14 cm (smooth curved)	World Precision Instruments	503258
ECHELON FLEX Articulating Endoscopic Linear Cutter	Ethicon	EC45A
Economy Tweezers #4	World Precision Instruments	501978
ENDOPATH ETS Articulating Linear Cutter 45mm Reloads	Ethicon	6R45B
Far Infrared Warming Pad Controller with warming pad (15.2 cm W x 20.3 cm L), pad temperature probe, and 10 disposable, non-sterile sleeve protectors	Kent Scientific	RT-0515
Large Rat Elizabethan Collar	Kent Scientific	EC404VL-10
Liquid Diet Feeding Tube (150 mL)	Bio-Serv	9007
Liquid Diet Feeding Tube Holder (short adjustable)	Bio-Serv	9015
Micro Mosquito Forceps	World Precision Instruments	500452
Micro Scissors	World Precision Instruments	503365
Mouse Diet, High Fat Fat Calories (60%), Soft Pellets	Bio-Serv	S3282
No. 11 Blade and Scalpel Handle	N/A	N/A
OPMI Vario Surgical Microscope	ZEISS	S88
Raised Floor Grid	Tecniplast	GM500150 Raised Floor Grid
Rodent Liquid Diet, Lieber-DeCarli '82, Control, 4 Liters/Bag	Bio-Serv	F1259
Sodium Chloride Irrigation 0.9% Solution – 500 mL	Baxter	JF7633
Sterile Cotton Swabs	N/A	N/A
Sterile Drape	N/A	N/A
Sterile Towel	N/A	N/A
Thermal Cautery Unit	World Precision Instruments	501293