Una técnica quirúrgica modificada para el trasplante de riñón en ratones
Summary
Este protocolo presenta una nueva técnica quirúrgica de trasplante renal de ratón centrada en una estrategia de anastomosis arterial modificada. También se presenta una técnica de sutura vascular que incluye un método de anastomosis uréter-vejiga simple y seguro. Estas modificaciones acortan el tiempo de operación y mejoran la tasa de éxito del procedimiento de trasplante de riñón en ratones.
Abstract
El trasplante de riñón en ratones es un procedimiento quirúrgico complicado y desafiante. Hay muy pocas publicaciones que demuestren los pasos clave de esta operación. Por lo tanto, este artículo presenta la técnica y señala las advertencias quirúrgicas asociadas con esta operación. Además, se demuestran modificaciones importantes en comparación con el procedimiento convencional. En primer lugar, se corta y prepara un parche de la aorta abdominal para que las bifurcaciones proximales de la arteria renal, incluida la arteria ureteral, se transecten junto con el riñón del donante en bloque. Esto reduce el riesgo de una necrosis del uréter y evita el desarrollo de una oclusión del tracto urinario. En segundo lugar, se demuestra un nuevo método de anastomosis vascular que permite al operador aumentar o disminuir de manera flexible el tamaño de la anastomosis después de que ya se haya iniciado la reperfusión del trasplante renal. Esto evita el desarrollo de estenosis de los vasos y sangrado intraabdominal. En tercer lugar, se muestra una técnica que permite la anastomosis del delicado uréter donante y de la vejiga receptora que no causa un traumatismo. La adopción de este protocolo puede acortar el tiempo de operación y reducir el daño a la vejiga del receptor, lo que aumenta significativamente la tasa de éxito de la operación para los ratones receptores.
Introduction
Desde que Sakowitz et al. desarrollaron modelos de trasplante renal en 1973 por primera vez1, ha demostrado ser una importante herramienta experimental para estudiar los mecanismos de la lesión isquémica del trasplante y el rechazo aloinmune, así como para desarrollar nuevos tratamientos destinados a prolongar la supervivencia del aloinjerto y posiblemente lograr la tolerancia inmunológica. Sin embargo, la técnica quirúrgica ha demostrado ser compleja y muy exigente, a veces con complicaciones como estenosis anastomóticas vasculares que conducen a insuficiencia prerrenal no inmunológica del trasplante renal2, insuficiencia posrenal causada por isquemia y posterior necrosis del uréter trasplantado, estenosis de la anastomosis del uréter trasplantado y/o vejiga urinaria del receptor que conduce a una interrupción del flujo urinario. Todas estas son razones por las que el trasplante renal en ratones no se ha desarrollado más y, por lo tanto, no se usa ampliamente. Establecer un modelo de trasplante renal de ratón estable y efectivo a largo plazo sin complicaciones vasculares y del tracto urinario todavía tiene un significado insustituible para muchos estudios en el campo del trasplante con enfoque en las enfermedades inmunomediadas por el riñón pero también infecciosas3. Además, en comparación con otros trasplantes de órganos en modelos murinos como el trasplante de pulmón, corazón e intestino 4,5, el modelo de trasplante de riñón de ratón ofrece una oportunidad para estudiar la supervivencia a largo plazo incluso en el contexto de una gran disparidad de antígenos de histocompatibilidad 3,6. También se ha demostrado que en el mismo contexto de combinaciones de cepa donante-receptor diferentes trasplantes de órganos como corazón o riñón se caracterizan por diferentes dinámicas e inicios de rechazo del aloinjerto3. Además, desde el punto de vista nefrológico, es un modelo más adecuado para estudiar los mecanismos de regulación inmune mediados por parénquimas en el contexto de eventos de rechazo agudo y crónico que los simples experimentos de trasplante de piel.
Sobre la base de informes previos sobre la técnica quirúrgica de trasplante renal en ratones 3,7,8,9, aquí demostramos las siguientes mejoras fiables que se han aplicado con éxito durante los últimos 10 años dentro de nuestro grupo 10,11,12: En primer lugar, la arteria ureteral se conserva de forma segura a medida que la arteria renal se reseca en bloque. junto con la parte respectiva de la aorta abdominal. En segundo lugar, una técnica nueva, simple y rápida de una anastomosis vascular sin nudos en la que la puntada final de la anastomosis no se ata con el extremo de la corbata superior como el enfoque tradicional, sino que permanece libre. Esta técnica permite aumentar o disminuir el tamaño de la anastomosis después de la reperfusión renal para evitar la estenosis de los vasos y el sangrado intraabdominal. En tercer lugar, se utilizaron agujas de jeringa de 21 G y 30 G como herramienta auxiliar de guía de punción para implantar el uréter donante en la pared de la vejiga del receptor reduciendo el daño a la vejiga del receptor y facilitando la formación de anastomosis libre de estenosis.
En este informe también comparamos la técnica tradicional y ampliamente utilizada con la modificada que se establece en nuestro laboratorio y no encontramos diferencias significativas en el grado de atrofia tubular renal y fibrosis del tejido intersticial trasplantado renal. En estudios previos, además, comparamos los resultados de esta nueva técnica con el método convencional en cuanto a hemorragia local, trombosis, tiempo de realización de la anastomosis del vaso y tasa de supervivencia. Se encontraron mejoras como reducciones significativas de los eventos de trombosis local (1,1% versus 6,6%), una reducción del tiempo para el procedimiento de anastomosis y una supervivencia a largo plazo del injerto singénico renal altamente reproducible (95% versus 84% con el enfoque clásico)10.
Protocol
Representative Results
Discussion
Si bien el modelo de trasplante de piel en ratones es simple y fácil de realizar para estudiar los eventos de rechazo aloinmune, las técnicas quirúrgicas para investigar más específicamente las alteraciones inflamatorias relacionadas con aloinmuno después del corazón16 y el trasplante de riñón10 han demostrado ser complejas y muy exigentes. Desde el punto de vista del nefrólogo de trasplantes, el establecimiento de un modelo de trasplante renal de ratón estable y…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Agradecemos al equipo del Dr. Tiantian Bai por su ayuda con la voz en off, a la señorita Mian Pao por su ayuda en la ilustración médica. Este trabajo fue apoyado en parte por la Fundación Alemana de Investigación (DFG) para promover colaboraciones internacionales (HO2581/4-1 a AH) y la Fundación Nacional de Ciencias de 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
- Skoskiewicz, M., Chase, C., Winn, H. J., Russell, P. S. Kidney transplants between mice of graded immunogenetic diversity. Transplantation Proceedings. 5 (1), 721-725 (1973).
- Jiang, K., et al. Noninvasive assessment of renal fibrosis with magnetization transfer MR imaging: Validation and evaluation in murine renal artery stenosis. Radiology. 283 (1), 77-86 (2017).
- Tse, G. H., et al. Mouse kidney transplantation: Models of allograft rejection. Journal of Visualized Experiments. (92), e52163 (2014).
- Okazaki, M., et al. et al.Costimulatory blockade-mediated lung allograft acceptance is abrogated by overexpression of Bcl-2 in the recipient. Transplantation Proceedings. 41 (1), 385-387 (2009).
- Chuck, N. C., et al. et al.Ultra-short echo-time magnetic resonance imaging distinguishes ischemia/reperfusion injury from acute rejection in a mouse lung transplantation model. Transplant International. 29 (1), 108-118 (2016).
- Zhang, Z., et al. Pattern of liver, kidney, heart, and intestine allograft rejection in different mouse strain combinations. Transplantation. 62 (9), 1267-1272 (1996).
- Wang, J., Hockenheimer, S., Bickerstaff, A. A., Hadley, G. A. Murine renal transplantation procedure. Journal of Visualized Experiments. (29), e1150 (2009).
- Plenter, R., Jain, S., Ruller, C. M., Nydam, T. L., Jani, A. H. Murine kidney transplant technique. Journal of Visualized Experiments. (104), e52848 (2015).
- Plenter, R. J., Jain, S., Nydam, T. L., Jani, A. H. Revised arterial anastomosis for improving murine kidney transplant outcomes. Journal of Investigative Surgery. 28 (4), 208-214 (2015).
- Rong, S., Lewis, A. G., Kunter, U., Haller, H., Gueler, F. A knotless technique for kidney transplantation in the mouse. Journal of Transplantation. , 127215 (2012).
- Kreimann, K., et al. Ischemia reperfusion injury triggers CXCL13 release and B-cell recruitment after allogenic kidney transplantation. Frontiers in Immunology. 11, 1204 (2020).
- Schmidbauer, M., et al. Diffusion-Weighted imaging and mapping of T1 and T2 relaxation time for evaluation of chronic renal allograft rejection in a translational mouse model. Journal of Clinical Medicine. 10 (19), 4318 (2021).
- Wu, K., et al. Novel technique for blood circuit reconstruction in mouse heart transplantation model. Microsurgery. 26, 594-598 (2006).
- Haas, M. Chronic allograft nephropathy or interstitial fibrosis and tubular atrophy: what is in a name. Current Opinion in Nephrology and Hypertension. 23 (3), 245-250 (2014).
- Dang, Z., MacKinnon, A., Marson, L. P., Sethi, T. Tubular atrophy and interstitial fibrosis after renal transplantation is dependent on galectin-3. Transplantation. 93 (5), 477-484 (2012).
- Yin, D., et al. Blood circuit reconstruction in an abdominal mouse heart transplantation model. Journal of Visualized Experiments. (172), e62007 (2021).
- Zhang, Z., et al. Improved techniques for kidney transplantation in mice. Microsurgery. 16 (2), 103-109 (1995).
- Mannon, R. B., et al. Chronic rejection of mouse kidney allografts. Kidney International. 55 (5), 1935-1944 (1999).
- Coffman, T., et al. Improved renal function in mouse kidney allografts lacking MHC class I antigens. Journal of Immunology. 151 (1), 425-435 (1993).
- Martins, P. N. Learning curve, surgical results and operative complications for kidney transplantation in mice. Microsurgery. 26 (8), 590-593 (2006).
