Modello di ratto del trapianto di cuore eterotopico perfuso ex-situ normothermic
Summary
Qui, presentiamo un protocollo di valutazione di un cuore impiantato eterotopicamente dopo la conservazione ex situ normotermica nel modello di ratto.
Abstract
Il trapianto di cuore è la terapia più efficace per l’insufficienza cardiaca allo stadio terminale. Nonostante i miglioramenti negli approcci terapeutici e negli interventi, il numero di pazienti con insufficienza cardiaca in attesa di trapianto è ancora in aumento. La tecnica di conservazione normotermica ex situ è stata stabilita come metodo comparabile alla tecnica convenzionale di conservazione statica a freddo. Il vantaggio principale di questa tecnica è che i cuori dei donatori possono essere conservati fino a 12 ore in condizioni fisiologiche. Inoltre, questa tecnica consente la rianimazione dei cuori dei donatori dopo la morte circolatoria e applica gli interventi farmacologici necessari per migliorare la funzione del donatore dopo l’impianto. Sono stati stabiliti numerosi modelli animali per migliorare le tecniche di conservazione ex situ normotermica ed eliminare le complicazioni legate alla conservazione. Sebbene i modelli animali di grandi dimensioni siano facili da gestire rispetto ai modelli di piccoli animali, è costoso e impegnativo. Presentiamo un modello di ratto di preservazione del cuore del donatore normotermico ex situ seguito da trapianto addominale eterotopico. Questo modello è relativamente economico e può essere realizzato da un singolo sperimentatore.
Introduction
Il trapianto di cuore rimane l’unica terapia praticabile per l’insufficienza cardiaca refrattaria 1,2,3,4. Nonostante un costante aumento del numero di pazienti che necessitano di trapianto di cuore, non è stato osservato un aumento proporzionale della disponibilità di organi donatori5. Per affrontare questo problema, sono stati sviluppati nuovi approcci per preservare i cuori dei donatori con l’obiettivo di migliorare le sfide e aumentare la disponibilità dei donatori 6,7,8,9.
La perfusione cardiaca ex situ normomica (NESHP) utilizzando macchine per sistemi di cura degli organi (OCS) è emersa come intervento clinico 1,3. Questa tecnica è stata ritenuta un’alternativa adeguata al metodo convenzionale di conservazione statica a freddo (SCS) 2,9. NESHP riduce efficacemente la durata dell’ischemia fredda, diminuisce la domanda metabolica e facilita l’apporto nutrizionale ottimale e l’ossigenazione durante il trasporto degli organi dei donatori10,11. Nonostante il chiaro potenziale di questo metodo per migliorare la conservazione degli organi dei donatori, la sua applicazione clinica e ulteriori indagini sono state limitate dai costi elevati. Pertanto, i modelli animali preclinici di NESHP sono cruciali per identificare le principali sfide tecniche associate a questa tecnica12,13. Suini e ratti sono i modelli animali preferiti per gli studi preclinici a causa della loro tolleranza ischemica9. Sebbene il modello suino sia ideale per la ricerca di base e traslazionale, è limitato dal suo alto costo e dal lavoro intensivo richiesto per la cura e la manutenzione. Al contrario, i modelli di ratto sono meno costosi e più facili da gestire14.
In questo studio, introduciamo un modello semplificato di ratto di NESHP, seguito da trapianto di cuore eterotopico, per valutare l’impatto della tecnica di conservazione sulla condizione del trapianto post-impianto. Questo modello è semplice, economico e può essere eseguito da un singolo sperimentatore. Nella Figura 1 vengono illustrati gli schemi della procedura.
Protocol
Representative Results
Discussion
Il nostro obiettivo nello stabilire questo modello era quello di replicare il trapianto di cuore umano normotermico. I modelli non espulsivi sono la tecnica comunemente preferita per preservare il cuore del donatore in un ambiente ex situ 16. Mentre i modelli di espulsione offrono molti vantaggi nella valutazione della funzione cardiaca durante la perfusione ex situ 17, non sono adatti per i modelli di trapianto eterotopico. Nel trapianto eterotopico, il c…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Questo lavoro è stato supportato da una sovvenzione B2021-0991 del Chonnam National University Hospital Biomedical Research Institute e NRF-2020R1F1A1073921 dalla National Research Foundation of Korea
Materials
| AES active evacuation system | Smiths medical | PC-6769-51A | Utilize CO2 and excess isoflurane |
| Anesthesia machine | Smiths medical | PC-8801-01A | Mixes isoflurane and oxyegn and delivers to animal |
| B20 patient monitor | GE medical systems | B20 | to observe mean aortic pressure and temperature |
| Homeothermic Monitoring System | Harvard apparatus | 55-7020 | To monitor and maintain animal's temperature |
| Micro-1 Rat oxygenator | Dongguan Kewei medical instruments | Micro-MO | For gas exchange in the langendorff circuit |
| Micropuncture introducer Set | COOK medical | G48007 | for delivering cardioplegic solution to the arch through the abdominal aorta |
| Microscope | Amscope | MU1403 | For zooming surgical field (Recipient) |
| Surgical loupe | SurgiTel | L2S09 | For zooming surgical field (Donor) |
| Syringe pump | AMP all | SP-8800 | To deliver cardioplegic solution |
| Transonic flow sensor | Transonic | ME3PXL-M5 | Perfusion circuit flow sensor |
| Transonic tubing flow module | Transonic | TS410 | flow acquiring system |
| Watson – Marlow pumps | Harvard apparatus | 010.6131.DAO | Peristaltic pump used for recirculate perfusate |
| WBC-1510A | JEIO TECH | E03056D | Heating bath |
| Sprague-Dawley rats | Samtako Bio Korea Co., Ltd., Osan City Korea | ||
| Medications | |||
| BioHAnce Gel Eye Drops | SENTRIX Animal care | wet ointments for eye | |
| Cefazolin | JW pharmaceutical | For prophilaxis | |
| Custodiol | DR, FRANZ KOHLER CHEMIE GMBH | For heart harvesting | |
| Diclofenac | Myungmoon Pharm. Co. Ltd | For pain control | |
| Heparin | JW pharmaceutical | Anticoagulant | |
| Insulin | JW pharmaceutical | hormon therapy | |
| Saline | JW pharmaceutical | For hydration therapy |
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