Summary

Un modello di trapianto renale ortotopico di ratto per il rigetto dell'allotrapianto renale

Published: February 02, 2022
doi:

Summary

Il modello di trapianto renale ortotopico di ratto contribuisce a studiare il meccanismo di rigetto dell’allotrapianto renale. Il modello attuale aumenta la sopravvivenza dei riceventi senza interferenze con l’afflusso di sangue e il reflusso venoso della parte inferiore del corpo utilizzando un’anastomosi end-to-end dell’impianto renale e un metodo “tunnel” end-to-side di anastomosi uretere-vescica.

Abstract

Il rigetto dell’allotrapianto renale limita la sopravvivenza a lungo termine dei pazienti dopo trapianto renale. Il trapianto renale ortotopico di ratto è un modello essenziale per studiare il meccanismo di rigetto dell’allotrapianto renale negli studi pre-clinici e potrebbe aiutare nello sviluppo di nuovi approcci per migliorare la sopravvivenza a lungo termine degli alloinnesti renali. L’impianto di rene del donatore nel trapianto renale ortotopico di ratto viene comunemente eseguito mediante anastomosi end-to-side all’aorta dei riceventi e alla vena cava inferiore. In questo modello, il rene del donatore è stato impiantato utilizzando l’anastomosi end-to-end all’arteria renale e alla vena renale dei riceventi. L’uretere del donatore è stato anastomosizzato alla vescica del ricevente in un metodo “tunnel” end-to-side. Questo modello contribuisce a una migliore guarigione dell’anastomosi uretere-vescicale e aumenta la sopravvivenza dei riceventi evitando interferenze con l’afflusso di sangue e il reflusso venoso della parte inferiore del corpo. Questo modello può essere utilizzato per studiare i meccanismi di rigetto immunitario e patologico acuto e cronico degli alloinnesti renali. Qui, lo studio descrive i protocolli dettagliati di questo trapianto renale ortotopico tra ratti.

Introduction

Il trapianto renale è diventato l’approccio terapeutico più efficace per i pazienti con insufficienza renale allo stadio terminale. Tuttavia, il rigetto acuto mediato dalle cellule T e il rigetto immunitario umorale mediato da alloanticorpi provocano il danno patologico degli alloinnesti renali e limitano la sopravvivenza a breve e lungo termine dei pazienti dopo trapianto di rene 1,2,3. Sfortunatamente, mancano ancora i farmaci efficaci che impediscono il rigetto degli alloinnesti renali, perché non sono chiari gli esatti meccanismi di rigetto immunitario e patologico degli alloinnesti renali. Di conseguenza, gli studi preclinici che chiariscono i meccanismi di rigetto immunitario e patologico degli alloinnesti renali contribuiscono a trovare nuovi bersagli e a sviluppare farmaci efficaci rilevanti per prevenire il rigetto degli alloinnesti renali ed eventualmente prolungare la sopravvivenza dei pazienti.

Molti potenziali meccanismi immunologici e fisiopatologici del rigetto dell’allotrapianto renale sono stati recentemente proposti in studi su modelli di ratto di trapianto renale ortotopico 4,5,6,7,8. Questi risultati propongono diversi nuovi bersagli e approcci interferenti rilevanti come terapie promettenti per sopprimere il rigetto dell’allotrapianto renale, come i fattori regolatori del complemento e gli anticorpi anti-CD596, l’immunoproteasoma e gli inibitori dell’epossichetone 7,8. Pertanto, il trapianto renale ortotopico di ratto è un modello preclinico ideale per studiare i meccanismi di rigetto immunitario e danno patologico degli alloinnesti renali dopo trapianto di rene.

Il trapianto di rene di ratto è gradualmente passato dall’impianto eterotopico dei reni del donatore9 all’impianto renale ortotopico utilizzando l’anastomosi end-to-side dei vasi o utilizzando l’anastomosi end-to-end dell’uretere utilizzando un metodo dicuffia 10,11,12. Il presente studio descrive protocolli dettagliati del trapianto renale ortotopico tra ratti utilizzando l’anastomosi end-to-end all’arteria renale e alla vena renale dei riceventi e un metodo “tunnel” end-to-side di anastomosi uretere-vescicale, che evita l’ischemia della parte inferiore del corpo e la trombosi della vena cava inferiore e riduce la perdita di urina postoperatoria e la torsione dell’uretere.

Protocol

I ratti maschi F344 e Lewis di 8-10 settimane (da 200 g a 250 g) sono stati ottenuti commercialmente. Il trapianto allogenico di rene sinistro è stato eseguito tra ratti maschi F344 e Lewis. I ratti F344 sono stati usati come donatori e riceventi singenici, e i ratti Lewis sono stati utilizzati come riceventi allogenici. Tutte le procedure di manipolazione degli animali sono state condotte in conformità con le linee guida per la cura e l’uso degli animali da laboratorio pubblicate dal NIH e tutti i protocolli speriment…

Representative Results

In questo modello di trapianto renale ortotopico di ratto, i ratti riceventi si muovono normalmente dopo l’operazione. Per osservare il rigetto cronico dell’allotrapianto renale, i ratti riceventi vengono allevati per 10 settimane dopo il trapianto e il tasso di sopravvivenza totale dei ratti riceventi in questo momento è di circa il 90%. Le principali cause di morte sono il sanguinamento e la perdita di urina dopo l’operazione. Le altre principali complicanze includono sanguinamento durante l’operazione, trombosi nei v…

Discussion

Il trapianto renale nel ratto è un lavoro impegnativo che richiede un alto livello di tecniche di microchirurgia e le tecniche operative sono state ottimizzate più volte. Fin dall’inizio, Gonzalez et al. hanno impiantato il rene del donatore nel collo del ricevente e hanno anastomosizzato l’uretere del donatore sulla pelle9. Tuttavia, a causa dell’alta incidenza di infezioni urinarie e stenosi dell’uretere donatore, l’operazione è stata abbandonata in breve tempo. Successivamente, l’operazione …

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Questo lavoro è stato sostenuto dalla National Natural Science Foundation of China (81870304) a Jun Li e dalla Else Kröner-Fresenius-Stiftung (Nr. 2017_A28) a Marcus Groettrup.

Materials

 10-0 Polyamide Monofilament suture B.Braun Medical Inc. G0090781
 4-0 Polyamide Monofilament suture B.Braun Medical Inc. C1048451
 8-0 Polyamide Monofilament suture B.Braun Medical Inc. C2090880
Buprenorphine US Biological life Sciences 352004
Electrocoagulator Electrocoagulator ZJ1099
F344 and Lewis rats Center of Experimental Animals (Tongji Medical College, Huazhong University of Science and Technology, China) NA
Gauze Henan piaoan group Co., LTD 10210402
Heating pad Guangzhou Dewei Biological Technology Co., LTD DK0032
Heparin North China Pharmaceutical Co., LTD 2101131-2
Injection syringe (1 ml and 10 ml) Shandong weigao group medical polymer Co., LTD 20211001
Isoflurane RWD Life Science Co., LTD 21070201
Penicillin G Sodium Wuhan HongDe Yuexin pharmatech co.,Ltd 69-57-8
Scalp needle (24 G) Hongyu Medical Group 20183150210
Shaver Beyotime FS600
Small animal anesthesia machine RWD Life Science R500
Small Animal Surgery Kit Beyotime FS500
Sodium chloride injection Southwest pharmaceutical Co., LTD H50021610
Surgical operation microscope Tiannuoxiang Scientific Instrument Co. , Ltd, Beijing, China SZX-6745
Swab Yubei Medical Materials Co., LTD 21080274
Tape Minnesota Mining Manufacturing Medical Equipment (Shanghai) Co., LTD 1911N68
UW solution Bristol-Myers Squibb Company 17HB0002

References

  1. Cooper, J. E., Wiseman, A. C. Novel immunosuppressive agents in kidney transplantation. Clinical Nephrology. 73 (5), 333-343 (2010).
  2. Colaneri, J. An overview of transplant immunosuppression–history, principles, and current practices in kidney transplantation. Nephrology Nursing Journal. 41 (6), 549-560 (2014).
  3. Colvin, R. B., Smith, R. N. Antibody-mediated organ-allograft rejection. Nature Reviews Immunology. 5 (10), 807-817 (2005).
  4. Joosten, S. A., et al. Antibody response against perlecan and collagen types IV and VI in chronic renal allograft rejection in the rat. American Journal of Pathology. 160 (4), 1301-1310 (2002).
  5. Joosten, S. A., van Ham, V., Borrias, M. C., van Kooten, C., Paul, L. C. Antibodies against mesangial cells in a rat model of chronic renal allograft rejection. Nephrology Dialysis Transplantation. 20 (4), 692-698 (2005).
  6. Yamanaka, K., et al. Depression of complement regulatory factors in rat and human renal grafts is associated with the progress of acute T-cell mediated rejection. PLoS One. 11 (2), 0148881 (2016).
  7. Li, J., et al. Immunoproteasome inhibition prevents chronic antibody-mediated allograft rejection in renal transplantation. Kidney International. 93 (3), 670-680 (2018).
  8. Li, J., et al. Immunoproteasome inhibition induces plasma cell apoptosis and preserves kidney allografts by activating the unfolded protein response and suppressing plasma cell survival factors. Kidney International. 95 (3), 611-623 (2019).
  9. Miller, B. F., Gonzalez, E., Wilchins, L. J., Nathan, P. Kidney transplantation in the rat. Nature. 194, 309-310 (1962).
  10. Tillou, X., Howden, B. O., Kanellis, J., Nikolic-Paterson, D. J., Ma, F. Y. Methods in renal research: kidney transplantation in the rat. Nephrology. 21 (6), 451-456 (2016).
  11. Daniller, A., Buchholz, R., Chase, R. A. Renal transplantation in rats with the use of microsurgical techniques: a new method. Surgery. 63 (6), 956-961 (1968).
  12. Ahmadi, A. R., et al. Orthotopic rat kidney transplantation: A novel and simplified surgical approach. Journal of Visualized Experiments: JoVE. (147), e59403 (2019).
  13. Günther, E., Walter, L. The major histocompatibility complex of the rat (Rattus norvegicus). Immunogenetics. 53 (7), 520-542 (2001).
  14. Loupy, A., et al. The Banff 2015 Kidney Meeting Report: Current challenges in rejection classification and prospects for adopting molecular pathology. American Journal of Transplantation. 17 (1), 28-41 (2017).
  15. Fisher, B., Sun, L. Microvascular surgical techniques in research, with special reference to renal transplantation in the rat. Surgery. 58 (5), 904-914 (1965).
  16. Kamada, N. A description of cuff techniques for renal transplantation in the rat. Use in studies of tolerance induction during combined liver grafting. Transplantation. 39 (1), 93-95 (1985).
  17. Grabner, A., et al. Non-invasive imaging of acute allograft rejection after rat renal transplantation using 18F-FDG PET. Journal of Visualized Experiments: JoVE. (74), e4240 (2013).
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Cite This Article
You, H., Mao, X., Wang, C., Huang, G., Groettrup, M., Li, J. A Rat Orthotopic Renal Transplantation Model for Renal Allograft Rejection. J. Vis. Exp. (180), e63464, doi:10.3791/63464 (2022).

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