Modelo de Transplante Cardíaco Heterotópico Perfundido Normothermic Ex-Situ em Rato

Summary

Apresentamos aqui um protocolo de avaliação de um coração implantado heterotopicamente após preservação ex situ normotérmica no modelo de ratos.

Abstract

O transplante cardíaco é a terapia mais eficaz para a insuficiência cardíaca terminal. Apesar das melhorias nas abordagens terapêuticas e intervenções, o número de pacientes com insuficiência cardíaca à espera de transplante ainda está aumentando. A técnica de preservação ex situ normotérmica foi estabelecida como um método comparável à técnica convencional de armazenamento estático refrigerado. A principal vantagem dessa técnica é que os corações doados podem ser preservados por até 12 h em uma condição fisiológica. Além disso, essa técnica permite a ressuscitação dos corações doados após a morte circulatória e aplica as intervenções farmacológicas necessárias para melhorar a função do doador após o implante. Numerosos modelos animais foram estabelecidos para melhorar as técnicas normotérmicas de preservação ex situ e eliminar as complicações relacionadas à preservação. Embora os modelos animais de grande porte sejam fáceis de manusear em comparação com os modelos de animais pequenos, é caro e desafiador. Apresentamos um modelo de preservação do coração de doador ex situ normotérmico seguido de transplante abdominal heterotópico. Este modelo é relativamente barato e pode ser realizado por um único experimentador.

Introduction

O transplante cardíaco continua sendo a única terapia viável para insuficiência cardíaca refratária 1,2,3,4. Apesar do aumento constante do número de pacientes com necessidade de transplante cardíaco, não tem sido observado aumento proporcional na disponibilidade de órgãos doados⁵. Para abordar essa questão, novas abordagens para a preservação do coração dos doadores têm sido desenvolvidas com o objetivo de melhorar os desafios e aumentar a disponibilidade de doadores 6,7,8,9.

A perfusão cardíaca ex situ normotérmica (PSNE) utilizando máquinas do sistema de cuidados de órgãos (SOO) surgiu como uma intervenção clínica ^1,3. Essa técnica tem sido considerada uma alternativa adequada ao método convencional de armazenamento estático refrigerado (SCS) ^2,9. A PNSNE reduz efetivamente a duração da isquemia fria, diminui a demanda metabólica e facilita o suprimento nutricional e a oxigenação ideais durante o transporte de órgãos doados^10,11. Apesar do claro potencial desse método para melhorar a preservação de órgãos de doadores, sua aplicação clínica e investigação adicional têm sido limitadas pelos altos custos. Portanto, modelos animais pré-clínicos de PNEE são cruciais para identificar os principais desafios técnicos associados a essa técnica^12,13. Suínos e ratos são os modelos animais preferidos para estudos pré-clínicos devido à^{sua tolerância} isquêmica9. Embora o modelo suíno seja ideal para pesquisa básica e translacional, ele é limitado por seu alto custo e pela mão de obra intensiva necessária para o cuidado e manutenção. Em contraste, os modelos de ratos são mais baratos e fáceis de manusear¹⁴.

Neste estudo, apresentamos um modelo simplificado de PNEAN em ratos, seguido de transplante cardíaco heterotópico, para avaliar o impacto da técnica de preservação na condição do enxerto pós-implante. Esse modelo é simples, econômico e pode ser executado por um único experimentador. A Figura 1 mostra os esquemas do procedimento.

Protocol

O comitê de ética do Centro de Pesquisa em Animais de Laboratório do Hospital Universitário Nacional de Chonnam (aprovação nº. CNU IACUC – H – 2022-36) aprovou todos os experimentos com animais. Ratos machos da raça Sprague-Dawley (350-450 g), utilizados neste estudo, receberam cuidados de acordo com as orientações para os cuidados e uso dos animais de laboratório. Os ratos foram alojados em salas com temperatura controlada, com ciclo claro-escuro de 12 h, com ração padrão e água disponíveis. <p class…

Representative Results

A Figura 1 ilustra o desenho experimental utilizado em modelo animal de pequeno porte. A Figura 2 mostra o aparelho de perfusão Langendorff modificado, que inclui um oxigenador animal de pequeno porte. A ordem das anastomoses para implante abdominal heterotópico é apresentada na Figura 3. A Figura 4 mostra os parâmetros utilizados para avaliar a viabilidade do coração d…

Discussion

Nosso foco no estabelecimento desse modelo foi replicar o transplante cardíaco humano normotérmico. Os modelos não ejetantes são a técnica comumente preferida para preservar o coração doador em ambiente ex ^situ16. Embora os modelos de ejeção ofereçam muitas vantagens na avaliação da função cardíaca durante a perfusão ex situ ¹⁷, eles não são adequados para modelos de transplante heterotópico. No transplante heterotópico, o coração do …

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