Summary
Single-anastomosis duodeno-ileale bypass (SADI-S) is een opkomende bariatrische procedure met belangrijke metabole effecten. In dit artikel presenteren we een betrouwbaar en reproduceerbaar model van SADI-S bij muizen.
Abstract
Obesitas is wereldwijd een groot gezondheidsprobleem. Als reactie hierop zijn bariatrische operaties ontstaan om obesitas en de bijbehorende comorbiditeiten (bijv. Diabetes mellitus, dyslipidemie, niet-alcoholische steatohepatitis, cardiovasculaire gebeurtenissen en kankers) te behandelen via beperkende en malabsorptieve mechanismen. Het begrijpen van de mechanismen waarmee deze procedures dergelijke verbeteringen mogelijk maken, vereist vaak de omzetting ervan in dieren, vooral bij muizen, vanwege het gemak van het genereren van genetisch gemodificeerde dieren. Onlangs is de single-anastomosis duodeno-ileale bypass met sleeve gastrectomie (SADI-S) naar voren gekomen als een procedure die zowel beperkende als malabsorptieve effecten gebruikt, die wordt gebruikt als een alternatief voor gastric bypass in geval van ernstige obesitas. Tot nu toe is deze procedure in verband gebracht met sterke metabole verbeteringen, wat heeft geleid tot een duidelijke toename van het gebruik ervan in de dagelijkse klinische praktijk. De mechanismen die ten grondslag liggen aan deze metabole effecten zijn echter slecht bestudeerd als gevolg van een gebrek aan diermodellen. In dit artikel presenteren we een betrouwbaar en reproduceerbaar model van SADI-S bij muizen, met een speciale focus op perioperatieve behandeling. De beschrijving en het gebruik van dit nieuwe knaagdiermodel zal nuttig zijn voor de wetenschappelijke gemeenschap om de moleculaire, metabole en structurele veranderingen veroorzaakt door de SADI-S beter te begrijpen en om de chirurgische indicaties voor de klinische praktijk beter te definiëren.
Introduction
Obesitas is een opkomende en endemische situatie met een toenemende prevalentie, die wereldwijd ongeveer 1 op de 20 volwassenen treft1. Bariatrische chirurgie is de afgelopen jaren de meest effectieve behandelingsoptie geworden voor de getroffen volwassenen, waardoor zowel gewichtsverlies als metabole stoornissen2,3 zijn verbeterd, met variabele resultaten afhankelijk van het type chirurgische ingreep dat wordt gebruikt.
Er zijn twee belangrijke mechanismen die betrokken zijn bij de effecten van de bariatrische procedures: beperking die gericht is op het verhogen van de verzadiging (zoals in de sleeve gastrectomie (SG) waarbij 80% van de maag wordt verwijderd) en malabsorptie. Onder de procedures die zowel restrictie als malabsorptie impliceren, is de single anastomosis duodeno-ileal bypass met sleeve gastrectomie (SADI-S) voorgesteld als alternatief voor de Roux-en-Y gastric bypass (RYGB), waarbij een gewichtstoename wordt waargenomen bij ongeveer 20% van de patiënten 4,5. Bij deze techniek wordt een sleeve gastrectomie geassocieerd met een herschikking van de dunne darm, waarbij deze wordt verdeeld in een gal en een korte gemeenschappelijke ledemaat (een derde van de totale dunne darmlengte) (figuur 1A). Technisch gezien heeft de SADI-S het voordeel ten opzichte van de RYGB dat slechts één anastomose nodig is, waardoor de bedrijfstijd met ongeveer 30% wordt verkort. Bovendien behoudt deze methode de pylorus, wat helpt om het risico op maagzweren te verminderen en anastomotische lekkage te beperken. De SADI-S wordt ook geassocieerd met een hoge mate van metabole verbetering, sterk gunstig voor het gebruik ervan tijdens de laatste paar jaar 6,7.
Aangezien metabole effecten steeds fundamenteler zijn geworden voor bariatrische procedures, lijkt het ophelderen van hun mechanismen cruciaal. Daarom is het gebruik van diermodellen voor bariatrische procedures van het grootste belang om hun metabole effecten en de betrokken cellulaire en moleculaire routes beter te begrijpen8. Deze modellen droegen bijvoorbeeld bij tot een beter begrip van de verandering in voedselinname na SG of RYGB in een gecontroleerde omgeving9 en tot de studie van glucose- of cholesterolfluxen door de darmbarrière10,11; Deze informatie is zelden beschikbaar in klinische studies. Deze kennis kan helpen om hun optimale chirurgische indicaties te definiëren. We hebben eerder muismodellen van SG en RYGB12 beschreven. Ondanks de veelbelovende resultaten in de klinische praktijk, is de SADI-S echter alleen ontwikkeld en beschreven bij ratten13,14,15. Gezien de genetische kneedbaarheid is het muismodel in het verleden echter nuttig geweest om de verschillende metabole effecten van dergelijke procedures te bestuderen16,17,18, en een SADI-S-muismodel zou nuttig kunnen zijn om de effecten van SADI-S te evalueren, ondanks de technische moeilijkheid.
In dit artikel beschrijven we de aanpassing van de SADI-S-procedure bij muizen (figuur 1B) op een reproduceerbare manier. Speciale aandacht wordt besteed aan de beschrijving van perioperatieve zorg.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
Dit protocol is goedgekeurd door het lokale Franse ethische comité voor dierproeven (Comité d'éthique en expérimentation animale; referentie CEEA-PdL n 06).
1. Preoperatieve voorbereiding
- Voeg gel dieetvoeding toe aan het normale dieet 3 dagen voor de operatie. Vast de muizen 6 uur voor de operatie.
- Induceer anesthesie met 5% isofluraan (1 l/min) in een speciale kamer met zuurstof (1 l/min). Injecteer de muizen subcutaan met buprenorfine (0,1 mg/kg), amoxicilline (15 mg/kg), metoclopramide (1 mg/kg), meloxicam (1 mg/kg) en ijzer (0,5 mg/kg).
- Scheer de eerste 2/3 delen van de buik van de muis vanaf het xiphoid-proces met behulp van een elektrisch scheermes. Desinfecteer de buik van de muis in twee stappen met behulp van een jodiumpolyvidonoplossing .
- Plaats de muis rugleuning op een speciaal warmtekussen bedekt met een schoon onderpad. Handhaaf de anesthesie met behulp van een neuskegel met 2% -2,5% isofluraan (0,4 l / min) met zuurstof (0,4 l / min). Gebruik een teen-knijptest om de diepte van de verdoving te bevestigen.
- Bedek de muis in een gesteriliseerde plasticfolie. Om hyperextensie op de buik van de muis aan te brengen, fixeert u de onderpoot en gebruikt u een spuit van 1 ml of een equivalent achter de rug van de muis. Snijd een opening in een steriel kompres met de grootte van de toekomstige incisie en gebruik deze als een operatiegebied om de muis te bedekken. De algemene installatie is weergegeven in figuur 2A.
- Gebruik voor de operatie een gezichtsmasker, een scrubkapje en gesteriliseerde handschoenen. Gebruik gesteriliseerde instrumenten voor de operatie.
2. Het SADI-S-protocol
- Mediane laparotomie
- Voer onder een binoculaire microscoop (8x vergroting) een mediane laparotomie uit met een schaar of een scalpel door de buikhuid te openen van het xiphoid-proces naar het midden van de buik. Zorg ervoor dat het xiphoid-proces en de musculoaponeurotische laag zichtbaar zijn (figuur 2B).
OPMERKING: Dien bupivacaïne (3 mg/kg) subcutaan toe op de operatieplaats 5 minuten voordat u de huidincisie maakt. - Open de buikwand langs de linea alba met een schaar tussen de buikspieren. Pas op dat u de thoracale holte niet binnengaat (figuur 2C).
- Voer onder een binoculaire microscoop (8x vergroting) een mediane laparotomie uit met een schaar of een scalpel door de buikhuid te openen van het xiphoid-proces naar het midden van de buik. Zorg ervoor dat het xiphoid-proces en de musculoaponeurotische laag zichtbaar zijn (figuur 2B).
- Uitsluiting van duodenale dranken
- Mobiliseer de twaalfvingerige darm voorzichtig uit de buikholte met behulp van een bevochtigd wattenstaafje om de voorste en achterste zijden te zien. Lokaliseer het hoofdgalkanaal, dat onmiddellijk zichtbaar is onder de binoculaire microscoop aan de achterkant van het kleinere omentum en de twaalfvingerige darm (figuur 3A, zwarte pijlen).
- Visualiseer proximaal vanuit het hoofdgalkanaal een gebied tussen de halfvingerige darmslagaders onder de binoculaire microscoop (figuur 3A, B, blauwe gestippelde cirkels). Penetreer dit gebied met behulp van een gebogen microtang van de ene kant van de twaalfvingerige darm naar de andere en voer een duodenale ligatie tussen de slagaders uit met behulp van een 6-0 niet-absorbeerbare hechting (figuur 3C-E). Pas op dat u de takken van de slagaders van de twaalfvingerige darm niet afsnijdt.
- Sleeve gastrectomie
- Mobiliseer de maag uit de buikholte met behulp van een bevochtigd wattenstaafje en een niet-traumatische klem. Scheid de maag van de omliggende organen met behulp van een microschaar: scheid het grotere omentum, knip de korte maagslagaders (tak van de miltslagader) tussen de maag en de milt en de lipoom die de maag verbindt met het onderste deel van de slokdarm (figuur 4A, B).
- Voer met een microschaar een gastrotomie van 5 mm uit door de fundus te openen en het resterende voedsel te verwijderen met een wattenstaafje (figuur 4C, pijl). Spoel de gastrotomieplaats met een steriele zoutoplossing (37 °C) om besmetting door de verwijderde maaginhoud te voorkomen.
- Breng chirurgische clips (middelgroot, 5,6 mm) aan langs de grotere kromming van de maag om ongeveer 80% van de maag uit te sluiten. Twee clips zijn voldoende. Verwijder de uitgesloten maag door deze te knippen met een microschaar (figuur 4D-G).
- Veranker de chirurgische clips om de ondoordringbaarheid vast te stellen door een lopende hechting (8-0) uit te voeren van het begin tot het einde van de maagresectie (figuur 4H).
- Duodeno-ileale anastomose
- Visualiseer onder de binoculaire microscoop de laatste ileale lus, die zich net voor het caecum bevindt (figuur 5A). Mobiliseer voorzichtig de dunne darm buiten de buikholte van de laatste ileale lus. Leg de dunne darm, zoals weergegeven in figuur 5B, zo neer dat de laatste ileale lus zich aan de linkerkant bevindt. Meet met behulp van een eerder groot hechtkoord 10 cm (ongeveer 1/3 van de totale lengte van de dunne darm) vanaf de laatste ileale lus; Dit zal de plaats zijn van de toekomstige anastomose.
- Om ervoor te zorgen dat de toekomstige galweg vanaf de linkerkant naar de anastomoseplaats komt, maakt u een grote lus van de dunne darm rond de plaats van de toekomstige anastomose. Voer met een microschaar een enterotomie van 4 mm uit door de dunne darm op dit punt te openen (figuur 5C-E). Spoel de enterotomieplaats af met een steriele zoutoplossing (37 °C) om besmetting te voorkomen.
- Voer een enterotomie van 4 mm uit op het uitgesloten deel van de twaalfvingerige darm, onmiddellijk na de pylorus, tussen de maag en de ligatie uitgevoerd in stap 2.2.2 (figuur 5F). Plaats een absorbeerbaar hemostatisch collageenkompres van 5 mm x 5 mm om homeostase te bevorderen.
- Met behulp van een niet-absorbeerbare 8-0 hechting, voer een zij-aan-zij duodeno-ileale anastomose uit. Begin met de anastomose aan de achterzijde, gevolgd door de anastomose aan de voorste zijde (figuur 5G-I).
- Abdominale sluiting
- Toon de dunne darm in de buikholte, zodat de gal van de linkerzijde van de buik naar de anastomose komt en de gemeenschappelijke ledemaat naar het onderste deel van de buik valt.
OPMERKING: Spoel de buik driemaal met ongeveer 5 ml steriele 0,9% zoutoplossing (37 °C). Zuig vervolgens de vloeistof uit de buik om resterende gastro-intestinale vloeistof en verteerd voedsel te verwijderen om bacteriële infectie en daaropvolgende buikontsteking te voorkomen. - Rehydrateer de muis met 500 μL zoutoplossing van 37 °C door deze rechtstreeks in de buikholte aan te brengen met een spuit van 1 ml.
- Sluit de musculoaponeurotische laag met behulp van een enkele 6-0 niet-absorbeerbare lopende hechting. Sluit de buikhuid met 6-0 niet-absorbeerbare gescheiden hechtingen (figuur 5J,K).
- Toon de dunne darm in de buikholte, zodat de gal van de linkerzijde van de buik naar de anastomose komt en de gemeenschappelijke ledemaat naar het onderste deel van de buik valt.
3. Algemene postoperatieve zorg
- Na het stoppen van de isofluraan, laat de muis wakker worden op het warmtekussen onder 0,4 L / min O2 geïnsuffflateerd met het neusmasker. Wanneer de muis volledig ontwaakt is, wat kan worden gegarandeerd door volledige motorrecuperatie, plaatst u de muis alleen in een kooi in een incubator van 30 °C. Laat de muis 5 dagen in de 30 °C incubator staan (geen specifieke voorwaarde voor gas of vochtigheid).
OPMERKING: De kooi moet van tevoren worden opgewarmd. - Geef direct na de operatie vrije toegang tot water. Voeg vitaminesupplementen, waaronder vitamine B1, B9, B12 en liposolubele vitamines (A, D, E, K), toe aan water (800 mg / 180 ml water) tot het einde van het protocol.
- Handhaaf analgesie door subcutane buprenorfine-injecties (0,1 mg / kg) tweemaal daags van dag 1 tot dag 3, eenmaal per dag daarna tot dag 5. Ga door met amoxicilline (15 mg/kg), meloxicam (1 mg/kg) en metoclopramide (1 mg/kg) subcutane injecties eenmaal daags tot dag 3. Geef subcutane injecties van ijzer (0,5 mg / kg) eenmaal per dag tot het einde van het protocol.
4. Algemene metingen en euthanasie
- Weeg de muizen elke dag tot postoperatieve dag 5. Weeg dan op dag 7, en dan wekelijks.
- Om de dagelijkse voedselinname te meten, plaatst u één muis per kooi. Plaats een bekend gewicht van een vast dieet en meet het gewicht van het vaste dieet dat na 24 uur overblijft. Meet de voedselinname op dag 3, 4, 5, 7 en vervolgens wekelijks.
- Euthanaseer de muizen door cervicale dislocatie onder algemene anesthesie (5% isofluraan (1 l/min) met zuurstof (1 l/min)) met subcutane injectie van buprenorfine (0,1 mg/kg) na cardiale linker atriumincisie voor bloedafname (500 tot 600 μl bloed).
- Meet de hemoglobineconcentratie in het bloed met behulp van een automatische hematologieanalysator die 20 μL bloed vereist.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
Leercurve
De leercurve voor dit model wordt weergegeven in figuur 6. Een progressieve afname van de operatietijd wordt waargenomen, tot ongeveer 60 minuten operatie na 4 weken intensieve training (figuur 6A). De 5-daagse postoperatieve overleving verbeterde ook met de tijd en bereikte 77% tijdens reguliere oefening (figuur 6B). De meest voorkomende doodsoorzaken waren anastomotische lekken en een afferent lussyndroom resulterend in galperitonitis. We hebben later in de eerste maand geen dood waargenomen met de techniek die in dit manuscript wordt beschreven. Van belang is dat eerdere experimenten uitgevoerd zonder chirurgische clips te verankeren met lopende hechtingen in tweederde van de gevallen leidden tot clipmigratie, resulterend in één overlijden door occlusie van de dunne darm na 31 dagen. Deze resultaten benadrukken dat het beheersen van dit model intensieve training vereist.
Algemene parameters
Muizen met een C57BL6/J-achtergrond werden willekeurig toegewezen aan de SADI-S-groep (n = 9; 5 mannetjes, 4 vrouwtjes) en de schijncontrolegroep (n = 4; 2 mannetjes, 2 vrouwtjes). Tussen de SADI-S-muizen en de schijnmuizen waren het gemiddelde preoperatieve gewicht (27,9 g ± 0,98 g versus 28,5 g ± 2,4 g) en leeftijd (14,8 weken ± 7,2 weken versus 18,7 weken ± 10,3 weken) niet significant verschillend. Eén muis overleed na SADI-S op postoperatieve dag 4 aan een anastomotisch lek en werd daarom uitgesloten van de volgende analyse. SADI-S-muizen ondervonden significant gewichtsverlies in vergelijking met de schijncontrolemuizen vanaf de vierde postoperatieve dag: 21,7 g ± 1,6 g versus 29,0 g ± 0,7 g (p = 0,0081) (figuur 7A). De dagelijkse voedselinname (14 dagen) nam significant toe bij SADI-S-muizen (4,4 g ± 0,1 versus 2,9 g ± 0,6 g per dag, p = 0,027) (figuur 7B).
Muizen werden 28 dagen na de operatie geofferd. Eén muis in de SADI-S-groep, die geen significant gewichtsverlies vertoonde, bleek duodenale repermeabilisatie te hebben. Een dergelijke gebeurtenis werd niet waargenomen bij de andere 7 muizen. Zoals weergegeven in figuur 7C, verschilde de hemoglobineconcentratie niet significant van de schijncontrolemuizen in de SADI-S-groep na ijzersuppletie.
Figuur 1: Representatie van single anastomosis duodeno-ileal bypass met sleeve gastrectomie (SADI-S). (A) Bij de mens wordt de twaalfvingerige darm proximaal van het hoofdgalkanaal gesneden. Een latero-terminale duodeno-ileale anastomose wordt uitgevoerd met de resterende twaalfvingerige darm, waarbij een galledemaat (vóór de anastomose) en een gemeenschappelijke ledemaat wordt gedefinieerd die een derde van de totale lengte van de dunne darm meet (na de anastomose). (B) Bij muizen wordt de twaalfvingerige darm uitgesloten door ligatuur proximaal ten opzichte van het hoofdgalkanaal en wordt een latero-laterale duodeno-ileale anastomose uitgevoerd. De figuur is gemaakt met BioRender.com en Servier Medical Art-sjablonen die zijn gelicentieerd onder een Creative Commons Attribution 3.0 Unported License; https://smart.servier.com/. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.
Figuur 2: Muisinstallatie voor SADI-S . (A) Algemene installatie. (B) Huidopening van het xyfudproces (sternale basis) naar het midden van de buik. (C) Musculo-aponeurotische laag en peritoneale opening. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.
Figuur 3: Duodenale uitsluiting. (A) Avasculair venster tussen duodenale slagaders (blauwe gestippelde cirkel) aan de achterzijde van de twaalfvingerige darm, gelokaliseerd vóór het hoofdgalkanaal (zwarte pijlen). (B) Avasculair venster tussen duodenale slagaders (blauwe stippelcirkel) aan de voorste zijde van de twaalfvingerige darm. (C,D) Duodenale uitsluiting met 6-0 niet-absorbeerbare hechting. (E) Eindaanzicht van uitgesloten twaalfvingerige darm. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.
Figuur 4: Sleeve gastrectomie. (A) Grotere verwijdering van het omentum. (B) Incisie van korte maagslagaders. (C) Initiële gastrotomie (blauwe pijl). (D-G) Verwijdering van het maaghartgebied met behulp van twee chirurgische clips. (H) Chirurgische clips verankering met behulp van 6-0 niet-absorbeerbare hechting. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.
Figuur 5: Duodeno-ileale anastomose. (A) Identificatie van de laatste ileale lus (asterisk). (B) Tel 10 cm (een derde van de totale lengte van de dunne darm) vanaf de laatste ileale lus (sterretje) tot de plaats van de toekomstige anastomose (blauwe pijl). (C,D) Dunne darmrotatie rond de plaats van de toekomstige anastomose (blauwe pijl). (E) Ileale enterotomie. (F) Duodenotomie (witte pijl). (G-I) Zij-aan-zij anastomose in twee lagen tussen de duodenotomie (witte pijl) en de ileale enterotomie (blauwe pijl). (J) Musculo-aponeurotische laagsluiting. K) Sluiting van de huid. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.
Figuur 6: De leercurve van de SADI-S-procedure . (A) Het effect van de opleiding op de duur van de operatie. Gegevens worden gepresenteerd als de gemiddelde waarde ± SEM. (B) Het effect van training op vijfdaagse overleving. De gegevens worden gepresenteerd als percentages. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.
Figuur 7: Algemene parameters na SADI-S. (A) Postoperatief lichaamsgewicht, (B) voedselinname gemeten gedurende 24 uur op dag 14, en (C) bloedhemoglobineconcentraties werden vergeleken tussen SADI-S en schijncontrolemuizen. De gegevens worden gepresenteerd als het gemiddelde ± SEM. Statistische vergelijkingen werden gemaakt met tweerichtings-ANOVA (met Sidak's meervoudige vergelijkingstest) of Mann-Whitney niet-parametrische tests. * p < 0,05; ** p < 0,01. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
Bariatrische operaties, waarvan de technieken voortdurend evolueren, lijken momenteel de meest effectieve behandeling te zijn voor obesitas en bijbehorende metabole comorbiditeiten 3,19,20. De SADI-S-procedure, voor het eerst beschreven in 20074, is een veelbelovende procedure die gepaard gaat met grotere metabole effecten dan andere malabsorptieve operaties. Diermodellen, met name muizen die de snelle generatie van genetisch gemodificeerde modellen mogelijk maken, zijn sterk nodig om de mechanismen die aan deze verbeteringen ten grondslag liggen volledig te begrijpen. Hier beschrijven we een betrouwbaar en reproduceerbaar model van SADI-S bij muizen.
De eerste kritieke stap van de SADI-S-procedure is de uitsluiting van de twaalfvingerige darm, waardoor alleen de gal- en pancreasafscheidingen in de twaalfvingerige darm en de eerste tweederde van de dunne darm kunnen reizen. Bij mensen wordt de twaalfvingerige darm gesneden, waardoor end-to-side duodeno-ileale anastomose4 mogelijk is. In het SADI-S-model van de rat beschreven door Montana et al.15 is de uitsluiting van de twaalfvingerige darm door een niet-absorbeerbare hechting of chirurgische klem in enkele gevallen onvolmaakt, wat resulteert in duodenale repermeabilisatie (d.w.z. herintroductie van de bolus in het oorspronkelijke spijsverteringskanaal). Een deel van de twaalfvingerige darm gevolgd door end-to-side anastomose is echter moeilijk te transponeren bij muizen, waardoor we de voorkeur geven aan duodenumligatie. Inderdaad, de korte lengte van de duodenale vaten beperkt de duodenale mobilisatie als de twaalfvingerige darm volledig wordt doorsneden, waardoor het moeilijk is om termino-laterale anastomose uit te voeren. De eerste experimenten (gegevens niet getoond) toonden een hoge mortaliteit, zelfs met getrainde en bekwame experimentatoren. Slechts één geval van repermeabilisatie is waargenomen in deze studie. Speciale aandacht moet worden besteed aan de duodenale slagaders tijdens deze stap. Circumferentiële devascularisatie van de twaalfvingerige darm leidt in alle gevallen tot de dood, maar van muizen kan worden verwacht dat ze herstellen van een klein gedevasculariseerd gebied veroorzaakt door distale vaatligatie. De anatomische variabiliteit van de vascularisatie van de twaalfvingerige darm bij muizen voorkomt dat we een constante lokalisatie beschrijven om deze uitsluiting uit te voeren. Wel moet 0,5 cm van de twaalfvingerige darm na de pylorus beschikbaar zijn om de end-to-side anastomose mogelijk te maken.
Een andere cruciale stap bij het uitvoeren van de anastomose is om de darm zo weer te geven dat de galweg vanaf de linkerkant op de plaats van de duodeno-ileale anastomose komt. Anders zal het voedsel zich verzetten tegen de galstroom, waardoor de gal uitzet, de gal naar de buikholte diffundeert en de muizen sterven aan galperitonitis rond postoperatieve dag 2. Deze aandoening die lijkt op een afferent lussyndroom21 kan worden voorkomen door een lus van de dunne darm uit te voeren die gecentreerd is op de geanastomoseerde zone van het ileum. Dit is nodig omdat, in tegenstelling tot mensen, het caecum in 80% van de gevallen bij muizen22 aan de linkerkant van de buik wordt geplaatst.
Bij mensen meet de gemeenschappelijke ledemaat ongeveer 250 cm om ondervoeding te beperken, wat overeenkomt met ongeveer een derde van de totale lengte van de dunne darm23. Voorafgaand aan operaties maten we de totale lengte van de dunne darm van het muismodel onder vergelijkbare voedingsomstandigheden (C57BL6 / J onder een chow-dieet) om de grootte van de gemeenschappelijke ledemaat te bepalen. Omdat de dunne darmlengte kan variëren tussen muizen met verschillende genetische achtergronden of na verschillende voedingsomstandigheden, raden we toekomstige chirurgen ten zeerste aan om een pilotstudie uit te voeren om de darmgrootte te meten. Dezelfde grootte moet worden gebruikt voor elke muis met dezelfde achtergrond, omdat het systematisch exterioriseren van de totaliteit van de darm voor een volledige meting tijdens de operatie moet worden vermeden (omdat er een verhoogd risico is op uitdroging, onderkoeling en visceraal letsel).
De sleeve gastrectomie maakt deel uit van de oorspronkelijke SADI-S-techniek, waardoor naast malabsorptie ook beperking mogelijk is4. Verschillende modellen van sleeve gastrectomie bij muizen zijn beschikbaar in de literatuur 12,24,25,26. Het gebruik van chirurgische clips in plaats van hechtingen alleen zorgt voor een aanzienlijke tijdswinst24 en vermindert bloedverlies, twee noodzakelijke voorwaarden voor chirurgisch succes. Verankering van de chirurgische clip met behulp van een 8-0 Het uitvoeren van hechting voorkwam intragastrische clipmigratie in alle gevallen in ons experiment. Door het hartgebied te verwijderen, maakt deze techniek het mogelijk om ongeveer 80% van de maagte verwijderen 12. In dit model werd SADI-S echter geassocieerd met overvoeding in vergelijking met de schijncontrolemuizen, met als doel (waarschijnlijk) de malabsorptie veroorzaakt door darmafleiding te compenseren. Andere modellen suggereerden dat sleeve gastrectomie bij muizen bij voorkeur het voedselinnamegedrag veranderde in plaats van de absolute hoeveelheid voedsel die per dag werd ingenomen op de lange termijn11,26. Dit beperkte beperkende effect is een beperking van dit model.
Dit protocol heeft een overlevingskans van 75%. Het is vermeldenswaard dat de 5-daagse overleving een sterke voorspeller was voor overleving op lange termijn, omdat er geen late dood optrad tijdens ons experiment. Er werd geen anastomotische stenose waargenomen. Om dit overlevingspercentage te bereiken, was echter minstens 3 weken intensieve microchirurgische training vereist door een experimentator die gespecialiseerd is in dierchirurgie; De verhoogde overleving in de loop van de tijd correleerde met een verminderde bedrijfstijd. Perioperatieve zorg is een van de sleutels tot het succes van deze techniek. Een strikt analgetisch protocol is nodig naast systematische op antibiotica gebaseerde therapie en voeding moet geleidelijk worden geïntroduceerd, met alleen een geldieet gedurende 3 dagen. Zoals eerder beschreven 12, is suppletie met vitamine B1, B9,B12 en liposolubele vitamines (A, D, E, K) noodzakelijk na malabsorptieve chirurgie, evenals ijzersuppletie, die bloedarmoede in ons experiment voorkwam, maar is nog niet beschreven voor het SADI-S-model15.
Kortom, SADI-S kan met succes worden getransponeerd bij muizen, met een paar wijzigingen in de beschrijving bij mensen. Deze techniek vereist training en een strikt perioperatief protocol. Het aanpassen van deze operatie aan muizen zou een beter begrip mogelijk kunnen maken van de mechanismen die ten grondslag liggen aan het sterke metabolische effect van deze veelbelovende procedure in vergelijking met eerdere modellen en zou kunnen helpen om de chirurgische indicaties beter te definiëren.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
Claire Blanchard is betaald door Medtronic om cursussen van klinische onderdompelingen te geven.
Acknowledgments
We danken Ethicon (Johnson and Johnson surgical technologies) voor het vriendelijk verstrekken van het hechtkoord en chirurgische clips. Dit werk werd ondersteund door subsidies van het NExT Talent Project, Université de Nantes, CHU de Nantes.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Agagani needle 26 G | Terumo | 050101B | 26 G needle |
| Betadine dermique | Pharma-gdd | 3300931499787 | Povidone solution |
| Betadine scrub | Pharma-gdd | 3400931499787 | Povidone solution |
| Binocular microscope | Optika Microscopes Italy | SZN-9 | Binocular stereomicroscope |
| Buprecare | Animalcare | 3760087151244 | Buprenorphin |
| Castroviejo, straight 9 cm | F.S.T | 12060-02 | Micro scissors |
| Castroviejo, straight 9 cm | F.S.T | 12060-02 | Needle holder |
| Chlorure de sodium Fresenius 0.9% | Fresenius Kabi | BE182743 | NaCl 0.9% |
| Clamoxyl | Med'vet | 5414736007496 | Amoxicilline |
| Cotton buds | Comed | 2510805 | Cotton swabs |
| Element HT5 | Scilvet | Element HT5 | Automated hematology analyzer |
| Emeprid | CEVA | 3411111914365 | Metoclopramid |
| Extra Fine Graefe Forceps, curved (tip width: 0.5 mm) | F.S.T | 11152-10 | Surgical forceps |
| Extra Fine Graefe Forceps, straight (tip width: 0.5 mm) | F.S.T | 11150-10 | Surgical forceps |
| Fercobsang | Vetoprice | QB03AE04 | Iron, multivitamins and minerals |
| Forane | Baxter | 1001936060 | Isoflurane |
| Graefe forceps, straight (tip width: 0.8 mm) | F.S.T | 11050-10 | Forceps |
| Graphpad Prism version 8.0 | GraphPad Software, Inc. | Version 8.0 | Software for statistical analysis |
| Heat pad | Intellibio innovation | A-2101-00300 | Heat pad |
| Incubator | Bioconcept Technologies | Manufactured on demand | Incubator |
| Lighting | Optika Microscopes Italy | CL-30 | Lighting for microscopy |
| Ocrygel | Med'vet | 3700454505621 | Carboptol 980 NF |
| Pangen 2.5 cm x 3.5 cm | Urgovet | A02978 | Haemostatic collagen compress |
| Prolene 6/0 | B.Braun | 3097915 | Optilene 6/0 (0.7 metric) 75 cm 2XDR13 CV2 RCP, suture cord |
| Prolene 8/0 | Ethicon | 8732 | 2 x BV175-6 MP, 3/8 Circle, 8 mm, suture cord |
| Scissors | F.S.T | 146168-09 | Surgical scissors |
| Sterile compresses | Laboartoire Sylamed | 211S05-50 | Non-woven sterile compressed |
| Terumo Syringe | Terumo | 50828 | 1 mL syringe |
| Titanium hemostatic clip | Péters Surgical | B2180-1 | Surgical clip |
| Vannas Wolff | F.S.T | 15009-08 | Micro scissors |
| Vita Rongeur | Virbac | 3597133087611 | Vitamin supplementation |
| Vitaltec stainless | Péters Surgical | PB 220-EB Medium | Surgical clip applier |
References
- Flegal, K. M., Carroll, M. D., Kit, B. K., Ogden, C. L. Prevalence of obesity and trends in the distribution of body mass index among US adults, 1999-2010. JAMA. 307 (5), 491-497 (2012).
- Sjöström, L., et al. Association of bariatric surgery with long-term remission of type 2 diabetes and with microvascular and macrovascular complications. JAMA. 311 (22), 2297-2304 (2014).
- Dyson, J., et al. Hepatocellular cancer: the impact of obesity, type 2 diabetes and a multidisciplinary team. Journal of Hepatology. 60 (1), 110-117 (2014).
- Sánchez-Pernaute, A., et al. Proximal duodenal-ileal end-to-side bypass with sleeve gastrectomy: proposed technique. Obesity Surgery. 17 (12), 1614-1618 (2007).
- Himpens, J., Verbrugghe, A., Cadière, G. B., Everaerts, W., Greve, J. W. Long-term results of laparoscopic Roux-en-Y Gastric bypass: evaluation after 9 years. Obesity Surgery. 22 (10), 1586-1593 (2012).
- Sánchez-Pernaute, A., et al. Long-term results of single-anastomosis duodeno-ileal bypass with sleeve gastrectomy (SADI-S). Obesity Surgery. 32 (3), 682-689 (2022).
- Shoar, S., Poliakin, L., Rubenstein, R., Saber, A. A. Single anastomosis duodeno-ileal switch (SADIS): A systematic review of efficacy and safety. Obesity Surgery. 28 (1), 104-113 (2018).
- Rao, R. S., Rao, V., Kini, S. Animal models in bariatric surgery--a review of the surgical techniques and postsurgical physiology. Obesity Surgery. 20 (9), 1293-1305 (2010).
- Lutz, T. A., Bueter, M. The use of rat and mouse models in bariatric surgery experiments. Frontiers in Nutrition. 3, 25 (2016).
- Baud, G., et al. Bile diversion in Roux-en-Y Gastric Bypass modulates sodium-dependent glucose intestinal uptake. Cell Metabolism. 23 (3), 547-553 (2016).
- Blanchard, C., et al. Sleeve gastrectomy alters intestinal permeability in diet-induced obese mice. Obesity Surgery. 27 (10), 2590-2598 (2017).
- Ayer, A., et al. Techniques of sleeve gastrectomy and modified Roux-en-Y Gastric Bypass in mice. Journal of Visualized Experiments. (121), e54905 (2017).
- Wang, T., et al. Comparison of diabetes remission and micronutrient deficiency in a mildly obese diabetic rat model undergoing SADI-S versus RYGB. Obesity Surgery. 29 (4), 1174-1184 (2019).
- Wu, W., et al. Comparison of the outcomes of single anastomosis duodeno-ileostomy with sleeve gastrectomy (SADI-S), single anastomosis sleeve ileal (SASI) bypass with sleeve gastrectomy, and sleeve gastrectomy using a rodent model with diabetes. Obesity Surgery. 32 (4), 1209-1215 (2022).
- Laura, M., et al. Establishing a reproducible murine animal model of single anastomosis duodenoileal bypass with sleeve gastrectomy (SADl-S). Obesity Surgery. 28 (7), 2122-2125 (2018).
- Meoli, L., et al. Intestine-specific overexpression of LDLR enhances cholesterol excretion and induces metabolic changes in male mice. Endocrinology. 160 (4), 744-758 (2019).
- Abu El Haija, M., et al. Toll-like receptor 4 and myeloid differentiation factor 88 are required for gastric bypass-induced metabolic effects. Surgery for Obesity and Related Diseases. 17 (12), 1996-2006 (2021).
- Kumar, S., et al. Lipocalin-type prostaglandin D2 synthase (L-PGDS) modulates beneficial metabolic effects of vertical sleeve gastrectomy. Surgery for Obesity and Related Diseases. 12 (8), 1523-1531 (2016).
- Heffron, S. P., et al. Changes in lipid profile of obese patients following contemporary bariatric surgery: A meta-analysis. The American Journal of Medicine. 129 (9), 952-959 (2016).
- Carswell, K. A., Belgaumkar, A. P., Amiel, S. A., Patel, A. G. A systematic review and meta-analysis of the effect of gastric bypass surgery on plasma lipid levels. Obesity Surgery. 26 (4), 843-855 (2016).
- Surve, A., Zaveri, H., Cottam, D. Retrograde filling of the afferent limb as a cause of chronic nausea after single anastomosis loop duodenal switch. Surgery for Obesity and Related Diseases. 12 (4), 39-42 (2016).
- Uysal, M., et al. Caecum location in laboratory rats and mice: an anatomical and radiological study. Laboratory Animals. 51 (3), 245-255 (2017).
- Sánchez-Pernaute, A., et al. Single-anastomosis duodeno-ileal bypass with sleeve gastrectomy: metabolic improvement and weight loss in first 100 patients. Surgery for Obesity and Related Diseases. 9 (5), 731-735 (2013).
- Wei, J. H., Yeh, C. H., Lee, W. J., Lin, S. J., Huang, P. H. Sleeve gastrectomy in mice using surgical clips. Journal of Visualized Experiments. (165), e60719 (2020).
- Ying, L. D., et al. Technical feasibility of a murine model of sleeve gastrectomy with ileal transposition. Obesity Surgery. 29 (2), 593-600 (2019).
- Bruinsma, B. G., Uygun, K., Yarmush, M. L., Saeidi, N. Surgical models of Roux-en-Y gastric bypass surgery and sleeve gastrectomy in rats and mice. Nature Protocols. 10 (3), 495-507 (2015).
