Una técnica de manguito modificado para el modelo de trasplante cardíaco heterotópico cervical de ratón
Summary
En el presente protocolo, se utiliza un modelo de trasplante cardíaco de ratón para investigar el mecanismo del rechazo del aloinjerto cardíaco. En este modelo heterotópico de trasplante cardíaco, se mejora la eficiencia de la operación y la supervivencia de los injertos cardíacos se garantiza mediante una anastomosis cervical de extremo a extremo de la implantación cardíaca utilizando una técnica de manguito modificado.
Abstract
El rechazo del aloinjerto cardíaco limita la supervivencia a largo plazo de los pacientes después del trasplante de corazón. Un modelo de trasplante de corazón de ratón es ideal para investigar el mecanismo de rechazo del aloinjerto cardíaco en estudios preclínicos debido a su alta homología con genes humanos. Esta comprensión ayudaría a desarrollar enfoques únicos para mejorar la supervivencia a largo plazo de los pacientes tratados con aloinjertos cardíacos. En un modelo de ratón, la implantación cardíaca de un donante abdominal se realiza comúnmente con una anastomosis de extremo a extremo en la aorta del receptor y la vena cava inferior mediante puntos de sutura. En este modelo, el corazón del donante se implanta mediante anastomosis de extremo a extremo en la arteria carótida y la vena yugular del receptor mediante la técnica del manguito modificado. La cirugía de trasplante se realiza sin suturas y, por lo tanto, puede aumentar la supervivencia del receptor, ya que no hay interferencia con el suministro de sangre y el reflujo venoso de la parte inferior del cuerpo. Este modelo de ratón ayudaría a investigar los mecanismos subyacentes al rechazo inmunológico y patológico (agudo/crónico) de los aloinjertos cardíacos.
Introduction
El trasplante de corazón se ha convertido en el tratamiento estándar para la insuficiencia cardíaca terminal. Más de 5.500 trasplantes de corazón por año se realizan en las organizaciones registradas bajo la Sociedad Internacional de Trasplante de Corazón y Pulmón. Entre los receptores de trasplante alogénico de corazón, la tasa de rechazo a 1 año sigue siendo del >10%, mientras que la tasa de rechazo a 3 años aumentó al 36%1,2. Sin embargo, faltan tratamientos profilácticos efectivos para los pacientes con rechazo del aloinjerto cardíaco. Por lo tanto, se justifican estudios con modelos animales que aclaren los mecanismos fisiológicos subyacentes al rechazo inmunológico y patológico de los aloinjertos cardíacos. Tales estudios contribuirían a la investigación de nuevos objetivos necesarios para desarrollar fármacos eficaces, lo que ayudaría a prevenir el rechazo del aloinjerto cardíaco y mejorar las tasas de supervivencia en esas poblaciones de pacientes.
Algunos posibles mecanismos inmunológicos y fisiopatológicos del rechazo del aloinjerto cardíaco han sido propuestos recientemente en estudios con modelos de ratón de trasplante cardíaco heterotópico 3,4,5. En consecuencia, el trasplante cardíaco heterotópico de ratón se convirtió en un modelo preclínico ideal para investigar los mecanismos de rechazo inmune y lesión patológica que ocurren en los aloinjertos cardíacos después del trasplante cardíaco debido a su alta homología con genes humanos. El concepto predominante es realizar un trasplante heterotópico en un modelo de ratón mediante una anastomosis abdominal de extremo a extremo en la aorta receptora y la vena cava inferior mediante puntos de sutura, similares a la anatomía humana normal. Sin embargo, este procedimiento puede interferir con el riego sanguíneo del receptor y el reflujo venoso de la parte inferior del cuerpo6. Por lo tanto, aquí se propone un procedimiento de trasplante cardíaco heterotópico modificado en un modelo de ratón.
El corazón del donante se implanta con la arteria carótida y la vena yugular del receptor mediante una anastomosis cervical de extremo a extremo utilizando una técnica de manguito modificada. Este procedimiento modificado facilitó la viabilidad operatoria y aseguró la supervivencia del injerto cardíaco sin interferir con el suministro de sangre y el reflujo venoso de la parte inferior del cuerpo.
Protocol
Representative Results
Discussion
El modelo de trasplante de corazón de ratón contribuye a la investigación de los mecanismos de rechazo después del trasplante de corazón, contribuyendo al desarrollo de enfoques únicos para mejorar la supervivencia a largo plazo de los receptores de aloinjertos cardíacos. Sin embargo, el trasplante cardíaco en ratones es una tarea compleja y desafiante, que requiere un alto nivel de técnicas de microcirugía, especialmente en anastomosis vascular11,12,13…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Este trabajo fue apoyado por la Fundación Nacional de Ciencias Naturales de China (81870304) a Jun Li.
Materials
| 5-0 Polyamide Monofilament suture | B.Braun Medical Inc. | C3090954 | |
| 8-0 Polyamide Monofilament suture | B.Braun Medical Inc. | C2090880 | |
| 10-0 Polyamide Monofilament suture | B.Braun Medical Inc. | G0090781 | |
| 22 G polyurethane cuff | B.Braun Medical Inc. | 4251628-02 | |
| 26 G polyurethane cuff | Suzhou Linhua Medical Instrument Co., LTD | REF383713 | |
| Anesthesia induction chamber | RWD Life Science Co., LTD | V100 | |
| Atraumatic microvascular clamp | Beyotime | FS500 | |
| BALB/c and C57BL/6 mice (20–30 g) | Centre of Experimental Animals (Army Medical University, Chongqing, China) | ||
| Buprenorphine | US Biological life Sciences | 352004 | |
| Electrocoagulator | Guangzhou Runman Medical Instrument Co., LTD | ZJ1099 | |
| Gauze | Henan piaoan group Co., LTD | 10210402 | |
| Heating pad | Guangzhou Dewei Biological Technology Co., LTD | DK0032 | |
| Heparin | North China Pharmaceutical Co., LTD | 2101131-2 | |
| HTK solution | Shenzhen Changyi Pharmaceutical Co., LTD | YZB/Min8263-2013 | |
| Injection syringe (10 mL) | Shandong weigao group medical polymer Co., LTD | 20211001 | |
| Isoflurane | RWD Life Science Co., LTD | 21070201 | |
| Physiological saline | Southwest pharmaceutical Co., LTD | H50021610 | |
| Scalp needle | Hongyu Medical Group | 20183150210 | |
| Shaver | Beyotime | FS600 | |
| Small animal anesthesia machine | RWD Life Science Co., LTD | R500 | |
| Surgical operation microscope | Tiannuoxiang Scientific Instrument Co. , Ltd, Beijing, China | SZX-6745 | |
| Swab | Yubei Medical Materials Co., LTD | 21080274 |
References
- Khush, K. K., et al. The International thoracic organ transplant registry of the international society for heart and lung transplantation: Thirty-sixth adult heart transplantation report – 2019; focus theme: Donor and recipient size match. The Journal of Heart and Lung Transplantation. 38 (10), 1056-1066 (2019).
- Stehlik, J., et al. The registry of the international society for heart and lung transplantation: 29th official adult heart transplant report–2012. The Journal of Heart and Lung Transplantation. 31 (10), 1052-1064 (2012).
- Huang, H., et al. Combined intrathymic and intravenous injection of mesenchymal stem cells can prolong the survival of rat cardiac allograft associated with decrease in miR-155 expression. Journal of Surgical Research. 185 (2), 896-903 (2013).
- Eggenhofer, E., et al. Features of synergism between mesenchymal stem cells and immunosuppressive drugs in a murine heart transplantation model. Transplant Immunology. 25 (2-3), 141-147 (2011).
- Sula Karreci, E., et al. Brief treatment with a highly selective immunoproteasome inhibitor promotes long-term cardiac allograft acceptance in mice. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 113 (52), 8425-8432 (2016).
- Liu, F., Kang, S. M. Heterotopic heart transplantation in mice. Journal of Visualized Experiments. 6, 238 (2007).
- Lin, C. M., Gill, R. G., Mehrad, B. The natural killer cell activating receptor, NKG2D, is critical to antibody-dependent chronic rejection in heart transplantation. American Journal of Transplantation. 21 (11), 3550-3560 (2021).
- Ito, H., Hamano, K., Fukumoto, T., Wood, K. J., Esato, K. Bidirectional blockade of CD4 and major histocompatibility complex class II molecules: An effective immunosuppressive treatment in the mouse heart transplantation model. The Journal of Heart and Lung Transplantation. 17 (5), 460-469 (1998).
- Zhou, Y. X., et al. Acute rejection correlates with expression of major histocompatibility complex class I antigens on peripheral blood CD3(+)CD8(+) T-lymphocytes following skin transplantation in mice. Journal of International Medical Research. 39 (2), 480-487 (2011).
- Oberhuber, R., et al. Murine cervical heart transplantation model using a modified cuff technique. Journal of Visualized Experiments. (92), e50753 (2014).
- Cui, D., Tan, C., Liu, Z. An alternative technique of arterial anastomosis in mouse heart transplantation. Clinical Transplantation. 32 (6), 13264 (2018).
- Plenter, R. J., Zamora, M. R., Grazia, T. J. Four decades of vascularized heterotopic cardiac transplantation in the mouse. Journal of Investigative Surgery. 26 (4), 223-228 (2013).
- Fang, J., et al. A simplified two-stitch sleeve technique for arterial anastomosis of cervical heterotopic cardiac transplantation in mice. American Journal of Translational Research. 5 (5), 521-529 (2013).
- Matsuura, A., Abe, T., Yasuura, K. Simplified mouse cervical heart transplantation using a cuff technique. Transplantation. 51 (4), 896-898 (1991).
- Corry, R. J., Winn, H. J., Russell, P. S. Primarily vascularized allografts of hearts in mice. The role of H-2D, H-2K, and non-H-2 antigens in rejection. Transplantation. 16 (4), 343-350 (1973).
- Fensterer, T. F., Miller, C. J., Perez-Abadia, G., Maldonado, C. Novel cuff design to facilitate anastomosis of small vessels during cervical heterotopic heart transplantation in rats. Comparative Medicine. 64 (4), 293-299 (2014).
