Rottemodell av normoterm ex-situ perfusert heterotopisk hjertetransplantasjon

Summary

Her presenterer vi en vurderingsprotokoll av et heterotopisk implantert hjerte etter normoterm ex situ konservering i rottemodellen.

Abstract

Hjertetransplantasjon er den mest effektive behandlingen for hjertesvikt i sluttstadiet. Til tross for forbedringer i terapeutiske tilnærminger og intervensjoner, øker antall hjertesviktpasienter som venter på transplantasjon fortsatt. Den normoterme ex situ preserveringsteknikken er etablert som en sammenlignbar metode med den konvensjonelle statiske kjølelagringsteknikken. Den største fordelen med denne teknikken er at donorhjerter kan bevares i opptil 12 timer i fysiologisk tilstand. Videre tillater denne teknikken gjenoppliving av donorhjertene etter sirkulasjonsdød og bruker nødvendige farmakologiske inngrep for å forbedre donorfunksjonen etter implantasjon. Tallrike dyremodeller har blitt etablert for å forbedre normoterm ex situ bevaringsteknikker og eliminere bevaringsrelaterte komplikasjoner. Selv om store dyremodeller er enkle å håndtere sammenlignet med små dyremodeller, er det kostbart og utfordrende. Vi presenterer en rottemodell med normoterm ex situ donorhjertekonservering etterfulgt av heterotopisk abdominaltransplantasjon. Denne modellen er relativt billig og kan oppnås av en enkelt eksperimentør.

Introduction

Hjertetransplantasjon er fortsatt den eneste levedyktige behandlingen for ildfast hjertesvikt 1,2,3,4. Til tross for en jevn økning i antall pasienter med behov for hjertetransplantasjon, er det ikke observert en proporsjonal økning i tilgjengeligheten av donororganer⁵. For å løse dette problemet har nye tilnærminger for å bevare donorhjerter blitt utviklet med mål om å forbedre utfordringene og øke tilgjengeligheten av givere 6,7,8,9.

Normothermic ex situ heart perfusion (NESHP) ved bruk av organpleiesystem (OCS) maskiner har dukket opp som en klinisk intervensjon ^1,3. Denne teknikken har blitt ansett som et egnet alternativ til konvensjonell statisk kjølelager (SCS) metode ^2,9. NESHP reduserer effektivt varigheten av kald iskemi, reduserer metabolsk etterspørsel og letter optimal næringstilførsel og oksygenering under transport av donororganer^10,11. Til tross for det klare potensialet i denne metoden for å forbedre bevaring av donororganer, har dens kliniske anvendelse og videre undersøkelse blitt begrenset av høye kostnader. Derfor er prekliniske dyremodeller av NESHP avgjørende for å identifisere viktige tekniske utfordringer knyttet til denne teknikken^12,13. Griser og rotter er de foretrukne dyremodellene for prekliniske studier på grunn av deres iskemiske toleranse⁹. Selv om svinemodellen er ideell for grunnleggende og translasjonsforskning, er den begrenset av høye kostnader og intensiv arbeidskraft som kreves for pleie og vedlikehold. Derimot er rottemodeller rimeligere og enklere å håndtere¹⁴.

I denne studien introduserer vi en forenklet rottemodell av NESHP, etterfulgt av heterotopisk hjertetransplantasjon, for å evaluere effekten av konserveringsteknikken på transplantattilstand etter implantasjon. Denne modellen er enkel, kostnadseffektiv og kan utføres av en enkelt eksperimentør. Figur 1 viser skjemaene for prosedyren.

Protocol

Den etiske komiteen ved Laboratory Animal Research Center ved Chonnam National University Hospital (godkjenning nr. CNU IACUC – H – 2022-36) godkjente alle dyreforsøkene. Mannlige Sprague-Dawley-rotter (350-450 g), brukt i denne studien, fikk omsorg i samsvar med retningslinjene for stell og bruk av forsøksdyrene. Rottene ble plassert i temperaturkontrollerte rom med en 12 timers lys-mørk syklus, med standard mat og vann tilgjengelig. 1. Forberedelse <p class="jove_conten…

Representative Results

Figur 1 illustrerer det eksperimentelle designet som ble brukt i en smådyrmodell. Figur 2 viser det modifiserte Langendorff perfusjonsapparatet, som inkluderer en oksygenator for små dyr. Rekkefølgen av anastomose ved heterotopisk abdominalimplantasjon er presentert i figur 3. Figur 4 viser parametrene som brukes til å vurdere hjertets levedyktighet under ex situ…

Discussion

Vårt fokus i å etablere denne modellen var å replikere normoterm human hjertetransplantasjon. Ikke-utstøtende modeller er den vanligste foretrukne teknikken for å bevare donorhjertet i et ex situ-miljø ¹⁶. Selv om utkastingsmodeller gir mange fordeler ved vurdering av hjertefunksjon under ex situ perfusjon¹⁷, er de ikke egnet for heterotopiske transplantasjonsmodeller. Ved heterotopisk transplantasjon må det implanterte donorhjertet overvinne systol…

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