Summary

Probenahme von subkutanem Fettgewebe beim Menschen mit einer Mini-Fettabsaugungstechnik

Published: September 27, 2021
doi:

Summary

Das Manuskript und das zugehörige Video demonstrieren eine perkutane Biopsietechnik, um Proben von subkutanem Fettgewebe aus Bereichen um den Nabel zu gewinnen. Diese Methode ist eine risikoarme und effiziente Methode, um eine Reihe von Parametern (z. B. Gen- oder Proteinexpression, Enzymaktivität, Lipidgehalt) im Fettgewebe zu untersuchen.

Abstract

Studien über Fettgewebe sind nützlich, um metabolische und andere Bedingungen zu verstehen. Menschliches subkutanes Fettgewebe ist zugänglich. Mit entsprechender Schulung und strikter Einhaltung der aseptischen Technik können subkutane Fettproben sicher und effizient in einem nicht-klinischen Umfeld von Forschern gewonnen werden. Nach der Verabreichung eines Lokalanästhetikums lateral zum Nabel wird eine 14 G-Nadel, die an einer 5- oder 10-ml-Spritze befestigt ist, durch die Haut in das Unterhautgewebe eingeführt. Unter Absaugen wird die Spritze in einer hin- und hergehenden Schnittbewegung bewegt, um Fragmente von Fettgewebe zu isolieren. Das Zurückziehen des Kolbens reicht aus, um sicherzustellen, dass Fettgewebefragmente durch die Nadel in die Spritze abgesaugt werden. Eine einzige Biopsie kann etwa 200 mg Gewebe sammeln. Diese Biopsietechnik ist sowohl für die Teilnehmer als auch für das Forschungspersonal sehr sicher. Nach der Biopsie können die Teilnehmer die meisten alltäglichen Aktivitäten wieder aufnehmen, obwohl sie Schwimmen und übermäßig anstrengende Aktivitäten für 48 Stunden vermeiden sollten, um übermäßige Blutungen zu vermeiden. Die Teilnehmer können sich innerhalb eines Tages sicher 2 Biopsien unterziehen, was bedeutet, dass die Technik in Vorher-Nachher-Akutinterventionsstudien angewendet werden kann.

Introduction

Fettgewebe kann nützliche Informationen über die Stoffwechselfunktion des Menschen liefern. Menschliches subkutanes Fettgewebe ist leicht zugänglich. Eine Technik zur subkutanen Fettgewebeextraktion wurde erstmals Mitte der 80er Jahre beschrieben1; Seitdem wurde das ursprüngliche Protokoll verbessert, um die Ausbeute zu erhöhen und die Verträglichkeit der Studienteilnehmer zu verbessern. Subkutanes Fettgewebe kann von zahlreichen Stellen gewonnen werden, am häufigsten aus dem Glutei1 und Bauchbereich2. Proben aus letzteren können wünschenswerter sein, da sie wertvollere Informationen in metabolischen Krankheitskontexten liefern3.

Die subkutane Fettgewebebiopsie mit der Mini-Fettabsaugungsmethode kann sicher und effizient in einem nicht-klinischen Umfeld durchgeführt werden. Nach entsprechender Schulung durch einen zertifizierten Arzt und unter Verwendung strenger aseptischer Technik können Forscher diese Biopsien routinemäßig mit minimalem Risiko für Teilnehmer und Prüfärzte durchführen. Das Biopsieteam muss aus mindestens 2 Personen bestehen: der Person, die die Biopsie durchführt, und einem Assistenten.

Die für die Biopsie verantwortliche Person hat die Aufgabe, die Identität des Teilnehmers zu bestätigen, zu überprüfen, ob der Teilnehmer das Verfahren sicher durchlaufen kann (siehe Protokollschritte 2.1-2.4 unten), sicherzustellen, dass sich der Teilnehmer während des gesamten Verfahrens wohl fühlt, sicherzustellen, dass die sterile Technik während des gesamten Verfahrens beibehalten wird, das Verfahren durchzuführen und den Teilnehmer mit mündlichen und schriftlichen Nachsorgeverfahren zu versorgen. Die Aufgabe des Assistenten besteht darin, das gewonnene Fettgewebe für die spätere Analyse und/oder Lagerung zu handhaben und schnell zu verarbeiten. Der Assistent hilft auch, indem er die “nicht sterilen Hände” ist und sicherstellt, dass sich der Teilnehmer während des gesamten Verfahrens wohl fühlt. Der Zweck dieses Videos und Papiers ist es, das Schritt-für-Schritt-Biopsieverfahren zu beschreiben, um subkutanes Fettgewebe sicher aus dem Bauchbereich zu gewinnen.

Protocol

HINWEIS: Das University of Stirling NHS, Invasive oder Clinical Research Committee genehmigte das unten beschriebene Biopsieverfahren. Alle Forschungsstudien, die dieses Verfahren anwenden, müssen von der entsprechenden unabhängigen Ethikkommission genehmigt werden. Der Biopsieteilnehmer muss eine formale Ausbildung in der beschriebenen Technik gemäß den Anforderungen seiner Einrichtung absolviert haben. Typischerweise beinhaltet dies die Beobachtung einer Demonstration der beschriebenen Fettgewebebiopsietechnik durc…

Representative Results

Das beschriebene Fettgewebebiopsieverfahren ist eine effiziente und risikoarme Technik für Forscher, um subkutane Fettgewebeproben von menschlichen Freiwilligen zu erhalten. Wir führten 39 subkutane Fettgewebebiopsien mit dem beschriebenen Verfahren bei 11 gesunden, normalgewichtigen Frauen durch (Alter, 27,4 ± 3,3 Jahre; Body-Mass-Index (BMI), 22,6 ± 1,5 kg.m2). Alle Teilnehmer besuchten das Labor zwischen 07:00 und 10:00 Uhr nach einer 8-12-stündigen Fastenperiode. Die Probenausbeute mit diesem Fettgewe…

Discussion

Das beschriebene Protokoll und das zugehörige Video bieten einen Schritt-für-Schritt-Überblick über eine Mini-Fettabsaugungstechnik, um subkutane Fettgewebeproben aus dem Bauchbereich zu erhalten. Diese Forschungsgruppe hat im Laufe von 19 Monaten insgesamt 124 Biopsien ohne Nebenwirkungen bei den Teilnehmern durchgeführt. Das Verfahren ist sicher und mit einem minimalen Risiko für die Teilnehmer oder das Biopsieteam verbunden, sofern die beschriebenen Sicherheitsmaßnahmen befolgt werden. Die aseptische Technik (e…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Die Autoren haben keine Mittel zu deklarieren.

Materials

Item: 14 G needle
14 G x 3 1/8" 210 mm x 80 mm
B Braun 4665473 Per biopsy: 1
Item: 21 G needle
21 G x 1 1/2" 0.8 mm x 38 mm
Terumo AN*2138R1 Per biopsy: 2
Item: 26 G  needle
26 G x 1/2" microlance needle 0.45 mm x 13 mm
BD 303800 Per biopsy: 2
Item: 5 mL syringe
5 mL luer
DB plastipak 302187 Per biopsy: 2
Item: Adhesive wound dressing
Opsite Post-Op Dressing 9.5 x 8.5
Smith & Nephew 6600709 Per biopsy: 1
Item: Disposable sterile scalpel
Disposable Scalpel Sterile Blade no. 10
Swann Morton /0501 Per biopsy: 1
Item: Icepack
BlueDot Reusable Hot/Cold Pack 26.5 cm x 13.0 cm
NuCare F711 Per biopsy: 1
Item: Iodine based antiseptic
Videne antiseptic solution
Ecolab Videne 3030440 Per biopsy: q.s
Item: Lidocaine 2% w/o epinephrine
Lidocaine 2% injection 5 mL
B Braun 3558553 Per biopsy: 5 mL
Item: Non-sterile gloves
Starguard sensitive powder free nitrile gloves
Starguard SG-N-S Per biopsy: pair
Item: Sodium chloride 0.9%
Sodium chlride 0.9% w/v intravenous infusion BP
BBraun S8004-5384 Per biopsy: q.s.
Item: Stabilization solution*
RNAlater Stabilization Solution
ThermoFisher Scientific AM7020 Per biopsy: q.s
Item: Sterile forceps
Sterile forceps
Rocialle RML109-006 Per biopsy: 1
Item: Sterile gauze swabs
Non woven swabs sterile 7.5 x 7.5 cm
Prestige 1860 Per biopsy: 5
Item: Sterile gloves
Prestige soft vinyl sterile powder free medical gloves
Prestige S: P4301
M:P3302
L:P3301
Per biopsy: pair
Item: Sterile Microcentrifuge tubes
1.5 mL Sterile Microcentrifuge Tubes
StarLab I1415-5510 Per biopsy: q.s
Item: Sterile sheet
Paper plain white 90 x 90 cm
Rocialle RML 126-216 Per biopsy: 1
Item: Weighing boat
Diamond shape weigh boats
Heathrow Scientific HS1427C Per biopsy: 1
* denotes optional materials

References

  1. Beynen, A. C., Katan, M. B. Rapid sampling and long-term storage of subcutaneous adipose-tissue biopsies for determination of fatty acid composition. American Journal of Clinical Nutrition. 42 (2), 317-322 (1985).
  2. Moran, C. N., et al. Effects of diabetes family history and exercise training on the expression of adiponectin and leptin and their receptors. Metabolism. 60 (2), 206-214 (2011).
  3. Jialal, I., Devaraj, S. Subcutaneous adipose tissue biology in metabolic syndrome. Hormone Molecular Biology and Clinical Investigation. 33 (1), (2018).
  4. WHO Guidelines on hand hygiene in health care: a summary. World Health Organization Available from: https://www.who.int/gpsc/5may/tools/who_guidelines-handhygiene_summary.pdf (2009)
  5. Kettwich, L. G., et al. New device technologies for subcutaneous fat biopsy. Amyloid. 19 (2), 66-73 (2012).
  6. Preston, R. M. Aseptic technique: evidence-based approach for patient safety. British Journal of Nursing. 14 (10), 540-546 (2005).
  7. Handiyani, H., Meily Kurniawidjaja, L., Irawaty, D., Damayanti, R. The effective needle stick injury prevention strategies for nursing students in the clinical settings: a literature review. Enfermeria Clinica. 28, 167-171 (2018).
  8. Raggio, B. S., Barton, B. M., Kandil, E., Friedlander, P. L. Association of continued preoperative aspirin use and bleeding complications in patients undergoing thyroid surgery. JAMA Otolaryngology-Head & Neck Surgery. 144, 335 (2018).
  9. Cartwright, I. J., Pockley, A. G., Galloway, J. H., Greaves, M., Preston, F. E. The effects of dietary omega-3 polyunsaturated fatty acids on erythrocyte membrane phospholipids, erythrocyte deformability and blood viscosity in healthy volunteers. Atherosclerosis. 55 (3), 267-281 (1985).
  10. Hemmrich, K., Denecke, B., Paul, N. E., Hoffmeister, D., Pallua, N. RNA isolation from adipose tissue: an optimized procedure for high RNA yield and integrity. Laboratory Medicine. 41 (2), 104-106 (2010).
  11. Chachopoulos, V., et al. A technique for subcutaneous abdominal adipose tissue biopsy via a non-diathermy method. Journal of Visual Experiments: JoVE. (127), e55593 (2017).
  12. Civelek, M., et al. Genetic regulation of human adipose microRNA expression and its consequences for metabolic traits. Human Molecular Genetics. 22 (15), 3023-3037 (2013).
  13. Chen, Y. C., et al. Feeding influences adipose tissue responses to exercise in overweight men. American Journal of Physiology Endocrinology and Metabolism. 313 (1), 84-93 (2017).
  14. Mendham, A. E., et al. Exercise training results in depot-specific adaptations to adipose tissue mitochondrial function. Scientific Reports. 10 (1), 3785 (2020).
  15. Carswell, K. A., Lee, M. J., Fried, S. K. Culture of isolated human adipocytes and isolated adipose tissue. Methods in Molecular Biology. 806, 203-214 (2012).
  16. Arner, P., Andersson, D. P., Backdahl, J., Dahlman, I., Ryden, M. Weight gain and impaired glucose metabolism in women are predicted by inefficient subcutaneous fat cell lipolysis. Cell Metabolism. 28 (1), 45-54 (2018).
  17. Mutter, G., et al. Comparison of frozen and RNALater solid tissue storage methods for use in RNA expression microarrays. BMC genomics. 5, 88 (2004).
  18. Coleman, S. Structural fat grafting: more than a permanent filler. Plastic and Reconstructive Surgery. 118, 108-120 (2018).
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Cite This Article
MacGregor, K. A., Rodriguez-Sanchez, N., Barwell, N. D., Gallagher, I. J., Moran, C. N., Di Virgilio, T. G. Human Subcutaneous Adipose Tissue Sampling Using a Mini-Liposuction Technique. J. Vis. Exp. (175), e62635, doi:10.3791/62635 (2021).

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