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Medicine

Medición transdérmica de la tasa de filtración glomerular en lechones ventilados mecánicamente

Published: September 13, 2022
doi:
10.3791/64413
, , , , ,
1Department of Physiology,College of Medicine University of Tennessee Health Science Center

Summary

La tasa de filtración glomerular (TFG) es el marcador ideal para evaluar la función renal. Sin embargo, el método de medición estándar que utiliza la inyección de inulina con análisis seriados de sangre y orina no es práctico. Este artículo describe un método práctico para medir la TFG transdérmica en lechones.

Abstract

La medición transdérmica de la tasa de filtración glomerular (TFG) se ha utilizado para evaluar la función renal en animales conscientes. Esta técnica está bien establecida en roedores para estudiar la lesión renal aguda y la enfermedad renal crónica. Sin embargo, la medición de la TFG utilizando el sistema transdérmico no se ha validado en cerdos, una especie con un sistema renal similar al de los humanos. Por lo tanto, investigamos el efecto de la sepsis sobre la TFG transdérmica en cerdos neonatos anestesiados y ventilados mecánicamente. La sepsis polimicrobiana fue inducida por ligadura y punción cecal (CLP). El sistema de medición transdérmica de TFG que consiste en un sensor de fluorescencia miniaturizado se conectó a la piel afeitada del cerdo para determinar el aclaramiento de sinistrina conjugada con fluoresceína-isotiocianato (FITC), un trazador de TFG inyectado por vía intravenosa. Nuestros resultados muestran que a las 12 h post-CLP, la creatinina sérica aumentó con una disminución de la TFG. Este estudio demuestra, por primera vez, la utilidad del enfoque transdérmico de TFG para determinar la función renal en cerdos neonatales con ventilación mecánica.

Introduction

Una evaluación práctica y cuantitativa de la función renal es la medición de la tasa de filtración glomerular (TFG), que indica qué tan bien los riñones filtran la sangre según el principio de aclaramiento1. Un método anterior de medición de la TFG implica la inyección intravenosa de compuestos exógenos como la inulina o la sinistrina, realizando mediciones seriadas de los niveles plasmáticos/urinarios para detectar su aclaramiento 2,3. Este método es engorroso y requiere la recolección en serie de muestras de plasma y orina4. Una alternativa es la medición de productos finales metabólicos endógenos como la creatinina. Sin embargo, esto consume mucho tiempo y, a veces, es inexacto, ya que no solo es filtrado por el glomérulo sino también secretado por los túbulos 5,6. Además, el nivel de creatinina está influenciado por el sexo, la edad, la dieta y la masa muscular 7,8,9.

Una medida más precisa, mínimamente invasiva y ampliamente utilizada de la TFG es el uso de monitores transdérmicos de TFG, que miden la TFG en tiempo realen animales 4,10. Sinistrin, un marcador renal exógeno altamente soluble y filtrado libremente, está marcado con isotiocianato de fluoresceína (FITC). Este compuesto conjugado se inyecta por vía intravenosa, y la función renal en tiempo real puede ser evaluada sin recoger muestras de sangre y orina11. El uso de la medición transdérmica de la TFG se ha validado en roedores 12, perros13 y gatos14, pero no en cerdos.

Las especies porcinas comparten varias características anatómicas y fisiológicas con los humanos, lo que las convierte en animales ideales para el estudio de diversas enfermedades humanas15. El uso de cerdos en la investigación biomédica traslacional se ha vuelto cada vez más popular y preferido sobre los modelos de roedores porque imita la fisiología y fisiopatología humana16. Los cerdos neonatos son de interés en la comprensión de los mecanismos de las enfermedades exclusivas de los pacientes pediátricos17. Además, el reciente avance en el trasplante de órganos de cerdo a humano pone en urgencia la ampliación de las herramientas de diagnóstico para ensayos preclínicos y clínicos 18,19,20,21. Este documento, por primera vez, proporciona una guía para el uso del dispositivo transdérmico en la medición de la TFG en cerdos neonatos.

Protocol

Los procedimientos están escritos de acuerdo con los estándares nacionales para el cuidado y uso de animales de laboratorio y fueron aprobados por el Comité Institucional de Cuidado y Uso de Animales (IACUC) del Centro de Ciencias de la Salud de la Universidad de Tennessee (UTHSC). NOTA: Los lechones en el grupo experimental son sometidos a ligadura cecal y punción, mientras que el grupo simulado sólo se somete a la apertura del abdomen sin ligadura cecal o punción. Los lechones en ambos…

Representative Results

En esta sección, presentamos por primera vez, los datos representativos del uso de TFG transdérmica en cerdos neonatales. Se utilizó un modelo de ligadura y punción cecal que previamente ha demostrado disminuir la función renal28. En consecuencia, planteamos la hipótesis de que en nuestros cerdos CLP, debería haber una caída aguda de la TFG correspondiente a la LRA, y esto debería detectarse en el dispositivo transdérmico de TFG como un aumento del tiempo de aclaramiento (t1/2…

Discussion

Este documento describe los pasos prácticos para determinar la función renal en cerdos utilizando los monitores de TFG transdérmicos miniaturizados y FITC-sinistrin en un modelo de cerdo neonatal anestesiado con ventilación mecánica. Artículos anteriores han establecido protocolos experimentales de TFG transdérmica en roedores11,12,14, pero no existen protocolos en cerdos.

Recientemente, ha hab…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Este estudio fue apoyado por las subvenciones R01 DK120595 y R01 DK127625 de los Institutos Nacionales de Salud otorgadas al Dr. Adebiyi. El contenido de este documento es responsabilidad exclusiva de los autores y no representa necesariamente las opiniones oficiales de los Institutos Nacionales de Salud. Gracias al Dr. Daniel Schock-Kusch, director de MediBeacon GmbH, por sus consejos.

Materials

Alpha – Chloralose Sigma-Aldrich C0128-25G Used for maintanining anesthesia
Black braided silk  3-0 Surgical Specialties SP117 Silk tie for blood vessel traction and ligation
Centrifugation machine AccuSpin 8C Fischer Scientific 75-008-821 Used to extract plasma from whole blood sample
Endotracheal Tube 3.0 uncuffed Progressive Medical International 1109021995 Inserted through tracheostomy
FITC-Sinistrin 1.0 g MediBeacon Inc. FTCF S001 Store at room temp and protect from light
GEM Premier 3000 Blood gas analyzer Instrumentation Laboratory 5700 For bedside blood gas analysis
Heating Pad medium size 20 in x 29 in Adroit Medical Systems V029 Connects to heat therapy pump
HTP-Heat Therapy Pump Adroit Medical Systems HTP Allows you to set temperature as needed.
IDEXX Catalyst One IDEXX Laboratories 89-92525-00 Plasma creatinine analysis
Invasive blood pressure catheter 3.5Fr Millar SPR-524 Inserted in femoral artery
IV adminstration set with flow regulator True Care TCRTCBINF033G Used to connect IV fluid bag to vein catheter
Ketamine Covetrus 68317 Used for induction of Anesthesia
MediBeacon analysis software version 3.0 MediBeacon Inc. N/A Software program used for analysing data to obtain sinistrin clearance half life and curve
Millex-GV Syringe Filter Unit 0.22 µm Millipore Sigma SLGVR33RS Syringe filter for chloralose injection
Neonate/Infant Ventilator Sechrist Millennium 20409 Connected to air supply to provide ventilation through endotracheal tube
Phenobarbital Sodium + Phenytoin Sodium (Euthasol) Covetrus 72934 Used for euthanasia
Ringer Lactate 500 mL bag Baxter 2B2323Q Maintanence fluid infusion
Sterile Gloves Henry Schein 104-5920 Used by operator during surgery
Sterile Gown Halyard Health 95021 Used by operator during surgery
Steril Towel Medline 42131704 Used as drape to maintaine sterile field when operating
Suture 3-0 silk reverse cutting needle Ethicon NC1842168 Used for suturing abdominal wall layers
Transdermal Mini GFR Monitor MediBeacon Inc. TDM004 Battery and USB connector included in package
Transdermal monitor adhesive patch MediBeacon Inc. PTC-SM001 Doubl sided adhesive patch for GFR probe
Umbilical Tape 1/8 in x 20 yds Fisher Scientific NC9303017 To secure endotracheal tube
Venous Catheter size PE/5 Micro medical tubing BB31695 For femoral vein cannulation
Xylazine Covetrus 61035 Used for induction of anesthesia
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References

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Fanous, M. S., Afolabi, J. M., Michael, O. S., Falayi, O. O., Iwhiwhu, S. A., Adebiyi, A. Transdermal Measurement of Glomerular Filtration Rate in Mechanically Ventilated Piglets. J. Vis. Exp. (187), e64413, doi:10.3791/64413 (2022).
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