Una tecnica chirurgica modificata per il trapianto di rene nei topi
Summary
Questo protocollo presenta una nuova tecnica chirurgica di trapianto di rene di topo incentrata su una strategia di anastomosi arteriosa modificata. Viene anche presentata una tecnica di sutura vascolare che include un metodo di anastomosi uretere-vescica semplice e più sicuro. Queste modifiche riducono i tempi di operazione e migliorano il tasso di successo della procedura di trapianto di rene di topo.
Abstract
Il trapianto di rene nei topi è una procedura chirurgica complicata e impegnativa. Ci sono pochissime pubblicazioni che dimostrano i passaggi chiave di questa operazione. Pertanto, questo articolo introduce la tecnica e sottolinea gli avvertimenti chirurgici associati a questa operazione. Inoltre, vengono dimostrate importanti modifiche rispetto alla procedura convenzionale. In primo luogo, una patch dell’aorta addominale viene tagliata e preparata in modo che le biforcazioni prossimali dell’arteria renale, compresa l’arteria ureterale, vengano transettate insieme al rene donatore in blocco. Ciò riduce il rischio di necrosi dell’uretere ed evita lo sviluppo di un’occlusione delle vie urinarie. In secondo luogo, viene dimostrato un nuovo metodo di anastomosi vascolare che consente all’operatore di aumentare o diminuire in modo flessibile le dimensioni dell’anastomosi dopo che la riperfusione del trapianto renale è già stata avviata. Ciò evita lo sviluppo di stenosi dei vasi e sanguinamento intraaddominale. In terzo luogo, viene mostrata una tecnica che consente l’anastomosi del delicato uretere donatore e della vescica ricevente che non causa un trauma. L’adozione di questo protocollo può ridurre i tempi di operazione e ridurre il danno alla vescica del ricevente, aumentando così significativamente il tasso di successo dell’operazione per i topi riceventi.
Introduction
Da quando Sakowitz et al. hanno sviluppato modelli murini di trapianto di rene nel 1973 per la prima volta1, si è dimostrato un importante strumento sperimentale per studiare i meccanismi del danno ischemico da trapianto e del rigetto alloimmune, nonché per lo sviluppo di nuovi trattamenti volti a prolungare la sopravvivenza dell’allotrapianto e possibilmente a raggiungere la tolleranza immunologica. Tuttavia, la tecnica chirurgica si è dimostrata complessa e molto impegnativa, a volte con complicazioni come stenosi anastomotiche vascolari che portano a fallimento del trapianto di rene prerenale non immunologico2, insufficienza postrenale causata da ischemia e successiva necrosi dell’uretere trapiantato, stenosi dell’anastomosi dell’uretere trapiantato e / o della vescica urinaria del ricevente che porta a un’interruzione del deflusso urinario. Tutti questi sono i motivi per cui il trapianto renale nei topi non è stato ulteriormente sviluppato e quindi non è ampiamente utilizzato. Stabilire un modello di trapianto di rene di topo efficace e stabile a lungo termine senza complicazioni del tratto vascolare e urinario ha ancora un significato insostituibile per molti studi nel campo dei trapianti con particolare attenzione alle malattie immunitarie renali mediate ma anche infettive3. Inoltre, rispetto ad altri trapianti di organi in modelli murini come il trapianto di polmone, cuore e intestino 4,5, il modello di trapianto di rene di topo offre la possibilità di studiare la sopravvivenza a lungo termine anche nel contesto della maggiore disparità antigenica di istocompatibilità 3,6. È stato anche dimostrato che nello stesso contesto di combinazioni di ceppi donatore-ricevente diversi trapianti di organi come cuore o rene sono caratterizzati da diverse dinamiche e insorgenze di rigetto dell’allotrapianto3. Inoltre, dal punto di vista nefrologico, è un modello più adatto per lo studio dei meccanismi di immunoregolazione mediata parenchimale nel contesto di eventi di rigetto acuto e cronico rispetto ai semplici esperimenti di trapianto cutaneo.
Sulla base di precedenti rapporti sulla tecnica chirurgica del trapianto di rene nei topi 3,7,8,9, dimostriamo qui i seguenti miglioramenti affidabili che sono stati applicati con successo negli ultimi 10 anni all’interno del nostro gruppo 10,11,12: In primo luogo, l’arteria ureterale è conservata in modo sicuro poiché l’arteria renale viene resecata in blocco insieme alla rispettiva parte dell’aorta addominale. In secondo luogo, una nuova, semplice e rapida tecnica di un’anastomosi vascolare senza nodi in cui il punto finale dell’anastomosi non è legato alla fine della cravatta superiore come l’approccio tradizionale, ma rimane libero. Questa tecnica consente di aumentare o diminuire le dimensioni dell’anastomosi dopo riperfusione renale per evitare la stenosi vascolare e il sanguinamento intraaddominale. In terzo luogo, gli aghi per siringhe da 21 G e 30 G sono stati utilizzati come strumento ausiliario di guida della puntura al fine di impiantare l’uretere donatore nella parete della vescica del ricevente riducendo il danno alla vescica del ricevente e facilitando la formazione di anastomosi libera da stenosi.
In questo rapporto, abbiamo anche confrontato la tecnica tradizionale ampiamente utilizzata con quella modificata che è stabilita nel nostro laboratorio e non abbiamo trovato differenze significative nel grado di atrofia tubulare renale e fibrosi del tessuto interstiziale del trapianto di rene. In studi precedenti, abbiamo inoltre confrontato i risultati di questa nuova tecnica con il metodo convenzionale in termini di sanguinamento locale, trombosi, tempo per l’esecuzione dell’anastomosi vascolare e tasso di sopravvivenza. Abbiamo riscontrato miglioramenti come riduzioni significative degli eventi di trombosi locale (1,1% contro 6,6%), un tempo ridotto per la procedura di anastomosi e una sopravvivenza a lungo termine dell’innesto singenico renale altamente riproducibile (95% contro 84% con l’approccio classico)10.
Protocol
Representative Results
Discussion
Mentre il modello di trapianto di pelle nei topi è semplice e facile da eseguire per studiare gli eventi di rigetto alloimmune, le tecniche chirurgiche per indagare più specificamente le alterazioni infiammatorie correlate all’alloimmune dopo il cuore16 e il trapianto di rene10 si sono dimostrate complesse e molto impegnative. Dal punto di vista del nefrologo dei trapianti, l’istituzione di un modello di trapianto renale di topo efficace e stabile a lungo termine ha ancor…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Ringraziamo il team del Dr. Tiantian Bai per l’aiuto con la voce fuori campo, Miss Mian Pao per il suo aiuto nell’illustrazione medica. Questo lavoro è stato sostenuto in parte dalla German Research Foundation (DFG) per promuovere collaborazioni internazionali (HO2581/4-1 a AH) e dalla National Science Foundation of China (NSFC; #81760291 a FJ).
Materials
| 30G-needles | Braun | 456300 | – |
| acepromazine | CP Pharma | Tranquisol P | – |
| Bepanthen eye ointment | Haus-Apotheke | PZN 01578675 | – |
| Bonn Micro Forceps | FST | 11083-07 | – |
| Box for insulation and oxygen supply device | RUSKINN | INVIV | – |
| C57BL/6J mice | Charles River. Germany | no catalog number | – |
| Carprofen | Zoetis | Rimadyl 50 mg/ml | – |
| CATHETER-FEP 26G | TERUMO | Surflo-W | – |
| Clip Applicator Forceps Style | FST | 18057-14 | – |
| Curved forceps | WPI | 14114-G | – |
| Cutasept skin disinfection | VWR | BODL980365 | – |
| Dehydrator | DIAPATH | Donatello | – |
| electrosurgical pen | Bovie | CHANGE-A-TIP | – |
| Embedding machine | Wuhan Junjie Electronics Co., Ltd | JB-P5 | – |
| Ethanol | Sinopharm Group Chemical Reagent Co. LtD | 100092683 | – |
| Frozen platform | Wuhan Junjie Electronics Co., Ltd | JB-L5 | – |
| gauze pads, cotton swabs | Lohmann-Rauscher | 13353 | – |
| Glass slide | Servicebio | G6004 | – |
| HE dye solution set | Servicebio | G1003 | – |
| Heating mat | THERMO MAT PRO 30W | HTP-30 | – |
| hemostatic sponge | CuraSpon | J1276A | – |
| heparine-solution | Haus-Apotheke | PZN 03029820 | – |
| ice box | PETZ | No Catalog Number available | – |
| Imaging system | Nikon | Nikon DS-U3 | – |
| Inhalation anesthesia device | GROPPLER | BKGM 0616 | – |
| isoflurane | CP Pharma | Isofluran CP 1 ml/ml | – |
| ketamine | Zoetis | no catalog numer | – |
| Masson dye solution set | Servicebio | G1006 | – |
| metamizole | WDT | no catalog numer | – |
| Micro scissors | FST | 15000-00,15000-10 | – |
| Micro Serrefine ( Clamp ) Angled / 16 mm | FST | 18055-06 | – |
| Microscope | Leica | LEICAMZ6 | – |
| Microscope light | SCHOTT | KL2500LED | – |
| Neutral gum | SCRC | 10004160 | – |
| Oven | Tianjin Laibo Rui Instrument Equipment Co., Ltd | GFL-230 | – |
| Pathology slicer | Shanghai Leica Instrument Co., Ltd | RM2016 | – |
| Saline solution (NaCl 0.9 %) | Haus-Apotheke | PZN 06178437 | – |
| scissors | Peha Instruments | 991083/4 | – |
| Slides | Servicebio | – | |
| small Petri dish | Sarstedt | 8,33,900 | – |
| straight forceps | WPI | 14113-G | – |
| surgical tape | BSN | 4120 | – |
| Suture Tying Forceps – 10 cm | FST | 18025-10 | – |
| Sutures(10-0) | Medtronic | N2540 | – |
| Sutures(4-0) | ETHILON | V4940H | – |
| Sutures(7-0) | ETHILON | 1647H | – |
| Syringe (0,3 mL) | BD | 324826 | – |
| Syringe (1 mL) | BD | 320801 | – |
| Tissue spreader | Zhejiang Kehua Instrument Co., Ltd | KD-P | – |
| Upright optical microscope | Nikon | Nikon Eclipse E100 | – |
| xylazine | Bayer | Rompun | – |
| Xylene | Sinopharm Group Chemical Reagent Co. LtD | 10023418 | – |
References
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