Modèle de rat de transplantation cardiaque hétérotopique perfusée ex situ normamère

Summary

Nous présentons ici un protocole d’évaluation d’un cœur implanté hétérotopiquement après préservation ex situ normothermique dans le modèle du rat.

Abstract

La transplantation cardiaque est le traitement le plus efficace pour l’insuffisance cardiaque terminale. Malgré les améliorations apportées aux approches et aux interventions thérapeutiques, le nombre de patients atteints d’insuffisance cardiaque en attente d’une transplantation continue d’augmenter. La technique de conservation ex situ normotherme a été établie comme une méthode comparable à la technique conventionnelle d’entreposage frigorifique statique. Le principal avantage de cette technique est que les cœurs des donneurs peuvent être conservés jusqu’à 12 h dans un état physiologique. De plus, cette technique permet la réanimation du cœur du donneur après une mort circulatoire et applique les interventions pharmacologiques requises pour améliorer la fonction du donneur après l’implantation. De nombreux modèles animaux ont été établis pour améliorer les techniques de préservation ex situ normotherme et éliminer les complications liées à la conservation. Bien que les modèles de grands animaux soient faciles à manipuler par rapport aux modèles de petits animaux, ils sont coûteux et difficiles. Nous présentons un modèle de conservation du cœur de donneur normotherme ex situ suivie d’une transplantation abdominale hétérotopique. Ce modèle est relativement bon marché et peut être réalisé par un seul expérimentateur.

Introduction

La transplantation cardiaque reste le seul traitement viable pour l’insuffisance cardiaque réfractaire 1,2,3,4. Malgré une augmentation constante du nombre de patients nécessitant une transplantation cardiaque, une augmentation proportionnelle de la disponibilité des organes de donneurs n’a pas été observée⁵. Pour résoudre ce problème, de nouvelles approches visant à préserver le cœur des donneurs ont été élaborées dans le but d’améliorer les défis et d’accroître la disponibilité des donneurs 6,7,8,9.

La perfusion cardiaque ex situ normamère (NESHP) à l’aide de machines de système de soins d’organes (OCS) est apparue comme une intervention clinique ^1,3. Cette technique a été considérée comme une alternative appropriée à la méthode conventionnelle d’entreposage frigorifique statique (SCS) ^2,9. NESHP réduit efficacement la durée de l’ischémie froide, diminue la demande métabolique et facilite l’apport nutritionnel optimal et l’oxygénation pendant le transport des organes du donneur^10,11. Malgré le potentiel évident de cette méthode pour améliorer la conservation des organes des donneurs, son application clinique et ses recherches ultérieures ont été limitées par des coûts élevés. Par conséquent, les modèles animaux précliniques du NESHP sont cruciaux pour identifier les principaux défis techniques associés à cette technique^12,13. Les porcs et les rats sont les modèles animaux préférés pour les études précliniques en raison de leur tolérance ischémique⁹. Bien que le modèle porcin soit idéal pour la recherche fondamentale et translationnelle, il est limité par son coût élevé et la main-d’œuvre intensive requise pour les soins et la maintenance. En revanche, les modèles de rats sont moins chers et plus faciles à manipuler¹⁴.

Dans cette étude, nous introduisons un modèle simplifié de NESHP chez le rat, suivi d’une transplantation cardiaque hétérotopique, afin d’évaluer l’impact de la technique de préservation sur l’état du greffon post-implantation. Ce modèle est simple, rentable et peut être exécuté par un seul expérimentateur. La figure 1 montre les schémas de la procédure.

Protocol

Le comité d’éthique du Centre de recherche sur les animaux de laboratoire de l’hôpital universitaire national de Chonnam (approbation no. CNU IACUC – H – 2022-36) a approuvé toutes les expériences sur les animaux. Les rats Sprague-Dawley mâles (350-450 g) utilisés dans cette étude ont reçu des soins conformément aux lignes directrices sur le soin et l’utilisation des animaux de laboratoire. Les rats ont été logés dans des pièces à température contrôlée avec un cycle lumière-obscurité de 12 heure…

Representative Results

La figure 1 illustre le plan expérimental utilisé dans un modèle de petit animal. La figure 2 montre l’appareil de perfusion de Langendorff modifié, qui comprend un oxygénateur pour petits animaux. L’ordre de l’anastomose pour l’implantation abdominale hétérotopique est présenté à la figure 3. La figure 4 montre les paramètres utilisés pour évaluer la via…

Discussion

Notre objectif en établissant ce modèle était de reproduire la transplantation cardiaque humaine normotherme. Les modèles non éjectifs sont la technique couramment préférée pour préserver le cœur du donneur dans un environnement ex situ ¹⁶. Bien que les modèles d’éjection offrent de nombreux avantages dans l’évaluation de la fonction cardiaque lors de la perfusion ex situ ¹⁷, ils ne conviennent pas aux modèles de transplantation hétérot…

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