Хирургический подход, проблемы и решения трансплантации матки у крыс
Summary
В настоящем протоколе описаны все основные этапы успешной трансплантации матки (UTx) у крыс. Модель крысы оказалась подходящей для содействия клиническому внедрению UTx; однако UTx крыс – очень сложная процедура, требующая тщательных инструкций.
Abstract
Трансплантация матки (UTx) – это новый подход к лечению женщин с абсолютным маточным фактором бесплодия (AUFI). По оценкам, 3-5% женщин страдают от AUFI. Эти женщины были лишены возможности иметь детей до появления UTx. Клиническое применение UTx было обусловлено экспериментальными исследованиями на животных, и первый успешный UTx был достигнут на крысах. Учитывая их физиологические, иммунологические, генетические и репродуктивные характеристики, крысы являются подходящей модельной системой для таких трансплантатов. В частности, их короткий срок беременности является явным преимуществом, так как обычной конечной точкой экспериментального UTx является успешная беременность с живорождением. Самой большой проблемой для моделей крыс остается маленькая анатомия, которая требует передовых микрохирургических навыков и опыта. Несмотря на то, что UTx привела к беременности в клинике, процедура не установлена и требует постоянной экспериментальной оптимизации. Здесь представлен подробный протокол, включающий основные способы устранения неполадок при UTx крыс, что, как ожидается, облегчит понимание всей процедуры для тех, кто не имеет опыта в этом типе микрохирургии.
Introduction
Трансплантация матки (UTx) является новым методом лечения абсолютного бесплодия по маточному фактору (AUFI). AUFI возникает в результате отсутствия (врожденного или приобретенного) или порока развития матки и поражает 3-5% женщин во всем мире1. Этические, юридические или религиозные причины исключают усыновление или суррогатное материнство для многих женщин, которые хотят материнства, но страдают от AUFI2. Для этих женщин UTx остается единственным вариантом создать собственную семью. UTx применялся в клинике, хотя и с переменным успехом; Процедура технически сложна и требует постоянного совершенствования для ее клинического становления.
В 2014 году первая трансплантация матки от живого донора (LD), приведшая к успешной беременности, была выполнена новаторской шведской группой Brännström3. Первые роды после UTx от умершего донора (DD) были зарегистрированы в 2016 году в Бразилии4. К 2021 году во всем мире было выполнено более 80 UTx, однако с вероятностью успеха около 50% и с трансплантатами, поступающими из LD для большинства1.
Несмотря на то, что UTx не спасает жизнь, он становится все более популярной процедурой для удовлетворения желаний собственного потомства. Таким образом, спрос на трансплантаты растет, что ставит донорство DD в центр внимания в будущем. Однако донорство DD осложняется значительно более длительным холодным (а в случае сердечной смерти также теплым) ишемическим воздействием, повышающим риск дисфункции трансплантата и отторжения 5,6. Хирургическая техника, требующая соответствия совместимости и связанная с ней иммуносупрессия остаются критическими проблемами в отношении исходов UTx7.
Для управления вышеуказанными рисками в клинике необходимы соответствующие модели на животных для исследования ишемии и иммуносупрессии. Наиболее клинически значимой конечной точкой для животных моделей остаются успешные роды; на сегодняшний день беременность после экспериментального UTx была достигнута у мышей, крыс, овец, кроликов и обезьянCynomolgus 8. В то время как более крупные животные предназначены для приобретения и оптимизации хирургических методов, грызуны имеют явное преимущество в виде коротких периодов беременности. Таким образом, модели грызунов превосходят их по практическим, финансовым и этическим соображениям9. Тем не менее, основной проблемой UTx у мышей является маленькая анатомия, при этом очень сложная операция связана с низкой воспроизводимостью мышиного UTx10. Напротив, крысы хирургически более доступны и сохраняют преимущества коротких сроков беременности. Таким образом, крыса стала моделью выбора для UTx9. Wranning et al. представили крысиную модель ортотопического UTx в 2008 году, и с использованием этой модели сообщалось о первых живорождениях после UTx и естественного спаривания11,12,13. Последующие исследования внесли решающий вклад в реализацию UTx у людей9.
Тем не менее, UTx остается сложной задачей у крыс, и только несколько групп до сих пор освоили эту хирургическую технику. Одним из существенных препятствий для распространения UTx крыс среди исследователей является отсутствие точного описания отдельных микрохирургических этапов, подводных камней и соответствующих мер по устранению неполадок14. Этот протокол направлен на то, чтобы предоставить подробное руководство по этой очень сложной микрохирургической процедуре, чтобы облегчить внедрение этой модели животных в будущие исследования.
Protocol
Representative Results
Discussion
Представленный здесь протокол предлагает подробные инструкции по хирургическому подходу к трансплантации матки у крыс. Протокол был оптимизирован для увеличения шансов живорождения после UTx и последующего спаривания. Оригинальный протокол был заимствован у группы Brännström 12,13, вдохно?…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Это исследование было поддержано Швейцарским национальным научным фондом (грант проекта No 310030_192736). Мы хотели бы поблагодарить доктора Фрауке Зеехузен из Института ветеринарной патологии Цюрихского университета за ее гистопатологическую поддержку.
Materials
| Angled to Side Scissor 5 mm | F.S.T | 15008-08 | |
| Big Paper Clip | No specific | Used as retractor | |
| Blunt Bend Needle G30 | Unimed S.A. | ||
| Bupivacain 0.5% | Sintetica | ||
| Buprenorphine 0.3 mg/mL | Temgesic | ||
| Dosiernadel G25 | H.SIGRIST& PARTNER AG | ||
| Dumont #5SF Forceps | F.S.T | 11252-00 | |
| Ethilon 10/0 | Ethicon | 2810G | |
| Ethilon 6/0 | Ethicon | 667H | |
| Ethilon 7/0 | Ethicon | EH7446H | |
| Ethilon 8/0 | Ethicon | 2808G | |
| Femal Brown Norway Rats (150-170 g) | Janvier | ||
| Femal Lewis Rats (150-170 g) | Charles River Deutschland | ||
| Fine Scissors – Sharp | F.S.T | 14060-09 | Any other small scissor works too |
| Halsey Micro Needle Holder | F.S.T | 12500-12 | Any other small needholder works too |
| Heparin Natrium 25000 I.E./ 5 mL | B. Braun | ||
| Institute Georges Lopez Perfusion Solution (IGL) | Institute Georges Lopez | Organ preservation solution | |
| Male Lewis Rats (300-320 g) | Charles River Deutschland | ||
| Micro Serrefines 13 mm | F.S.T | 18055-04 | |
| Micro Serrefines 16 mm gebogen | F.S.T | 18055-06 | |
| Micro-Serrefine Clamp Applicator with Lock | F.S.T | 18056-14 | |
| Mölnlyncke Op Towel | Mölnlyncke | 800300 | Sterile drape |
| NaCl 0.9% | B.Braun | ||
| Octenisept | Schülke | ||
| Paper Tape | Tesa | For fixing the animal | |
| Philips Avent Schneller Flaschenwärmer SCF358/02 | Philips | 12824216 | |
| Ringerfundin | B.Braun | ||
| Rompun 2% | Bayer | Xylazine | |
| Round Handled Needle Holders | F.S.T | 12075-12 | |
| Round Handled Needle Holders | F.S.T | 12075-12 | |
| S&T Vessel Dilating Forceps – Angled 45° | F.S.T | 00276-13 | |
| Sacryl Naht | KRUUSE | 152575 | |
| Scapel No 10 | Swann Morton | 201 | |
| Small Histo-Container | Any small histo-container works fine-for coldstorage of the graft | ||
| Small Plastik Bags | Any transparant plastic bags are fine | ||
| Steril Cotton swab | Lohmann-Rauscher | Any steril cotton swab is fine | |
| Sterile Gauze | Lohmann-Rauscher | Any steril gauze is fine | |
| Straight Scissor 8mm | F.S.T | 15024-10 | |
| Surgical microscope – SZX9 | Olympus | OLY-SZX9-B | |
| Sutter Non Stick GLISS 0.4 mm | Sutter | 78 01 69 SLS | |
| Suture Tying Forceps | F.S.T | 00272-13 | |
| ThermoLux warming mat | ThermoLux | ||
| Tissue Forceps for Skin | Any tissue forceps are fine | ||
| Vesseldilatator Forceps | F.S.T | 00125-11 | |
| Vicryl plus 4/0 | Ethicon | VCP292H |
References
- Richards, E. G., et al. Uterus transplantation: state of the art in 2021. Journal of Assisted Reproduction and Genetics. 38 (9), 2251-2259 (2021).
- Jones, B. P., et al. Options for acquiring motherhood in absolute uterine factor infertility; adoption, surrogacy and uterine transplantation. The Obstetrician & Gynaecologist. 23 (2), 138-147 (2021).
- Brannstrom, M., et al. The first clinical trial of uterus transplantation: surgical technique and outcome. American Journal of Transplantation. 14, 44 (2014).
- Ejzenberg, D., et al. Livebirth after uterus transplantation from a deceased donor in a recipient with uterine infertility. Lancet. 392 (10165), 2697-2704 (2018).
- Lavoue, V., et al. Which donor for uterus transplants: brain-dead donor or living donor? A systematic review. Transplantation. 101 (2), 267-273 (2017).
- O’Donovan, L., Williams, N. J., Wilkinson, S. Ethical and policy issues raised by uterus transplants. British Medical Bulletin. 131 (1), 19-28 (2019).
- Kisu, I., et al. Long-term outcome and rejection after allogeneic uterus transplantation in cynomolgus macaques. Journal of Clinical Medicine. 8 (10), 1572 (2019).
- Ozkan, O., et al. Uterus transplantation: From animal models through the first heart beating pregnancy to the first human live birth. Womens Health. 12 (4), 442-449 (2016).
- Favre-Inhofer, A., et al. Involving animal models in uterine transplantation. Frontiers in Surgery. 9, 830826 (2022).
- El-Akouri, R. R., Wranning, C. A., Molne, J., Kurlberg, G., Brannstrom, M. Pregnancy in transplanted mouse uterus after long-term cold ischaemic preservation. Human Reproduction. 18 (10), 2024-2030 (2003).
- Sahin, S., Selcuk, S., Eroglu, M., Karateke, A. Uterus transplantation: Experimental animal models and recent experience in humans. Turkish Journal of Obstetrics and Gynecology. 12 (1), 38-42 (2015).
- Wranning, C. A., Akhi, S. N., Diaz-Garcia, C., Brannstrom, M. Pregnancy after syngeneic uterus transplantation and spontaneous mating in the rat. Human Reproduction. 26 (3), 553-558 (2011).
- Wranning, C. A., Akhi, S. N., Kurlberg, G., Brannstrom, M. Uterus transplantation in the rat: Model development, surgical learning and morphological evaluation of healing. Acta Obstetricia et Gynecologica Scandinavica. 87 (11), 1239-1247 (2008).
- Brannstrom, M., Wranning, C. A., Altchek, A. Experimental uterus transplantation. Human Reproduction Update. 16 (3), 329-345 (2010).
- Diaz-Garcia, C., Akhi, S. N., Wallin, A., Pellicer, A., Brannstrom, M. First report on fertility after allogeneic uterus transplantation. Acta Obstetricia et Gynecologica Scandinavica. 89 (11), 1491-1494 (2010).
- R, E., Brown, M. J., Karas, A. Z. . Anesthesia and Analgesia in Laboratory Animals. 2nd edn. , (2008).
- Donovan, J., Brown, P. Euthanasia. Current Protocols. , 8 (2006).
- Rutledge, C., Raper, D. M. S., Abla, A. A. How I do it: superficial temporal artery-middle cerebral artery bypass for flow augmentation and replacement. Acta Neurochirurgica. 162 (8), 1847-1851 (2020).
- Kuo, S. C. -. H., et al. The multiple-U technique: a novel microvascular anastomosis technique that guarantees everted anastomosis sites with solid intima-to-intima contact. Plastic and Reconstructive Surgery. 149 (5), 981 (2022).
- Magee, D. J., Manske, R. C. . Pathology and Intervention in Musculoskeletal Rehabilitation. 2nd edn. , 25-62 (2016).
- Diaz-Garcia, C., Johannesson, L., Shao, R. J., Bilig, H., Brannstrom, M. Pregnancy after allogeneic uterus transplantation in the rat: perinatal outcome and growth trajectory. Fertility and Sterility. 102 (6), 1545-1552 (2014).
- Canovai, E., et al. IGL-1 as a preservation solution in intestinal transplantation: a multicenter experience. Transplant International. 33 (8), 963-965 (2020).
- Habran, M., De Beule, J., Jochmans, I. IGL-1 preservation solution in kidney and pancreas transplantation: A systematic review. PLoS One. 15 (4), 0231019 (2020).
- Mosbah, I. B., et al. IGL-1 solution reduces endoplasmic reticulum stress and apoptosis in rat liver transplantation. Cell Death & Disease. 3 (3), 279 (2012).
- Wiederkehr, J. C., et al. Use of IGL-1 preservation solution in liver transplantation. Transplantation Proceedings. 46 (6), 1809-1811 (2014).
- Tilney, N. L., Guttmann, R. D. Effects of initial ischemia/reperfusion injury on the transplanted kidney. Transplantation. 64 (7), 945-947 (1997).
- de Rougemont, O., Dutkowski, P., Clavien, P. A. Biological modulation of liver ischemia-reperfusion injury. Current Opinion in Organ Transplantation. 15 (2), 183-189 (2010).
- Jakubauskiene, L., et al. Relaxin and erythropoietin significantly reduce uterine tissue damage during experimental ischemia-reperfusion injury. International Journal of Molecular Sciences. 23 (13), 7120 (2022).
- Wang, Y., Wu, Y., Peng, S. Resveratrol inhibits the inflammatory response and oxidative stress induced by uterine ischemia reperfusion injury by activating PI3K-AKT pathway. PLoS One. 17 (6), 0266961 (2022).
- Kisu, I., et al. Risks for donors in uterus transplantation. Reproductive Sciences. 20 (12), 1406-1415 (2013).
- Jones, B. P., et al. Uterine transplantation in transgender women. BJOG: an International Journal of Obstetrics and Gynaecology. 126 (2), 152-156 (2019).
