Mausmodell der Inseltransplantation: Eine chirurgische Methode zur Infusion von Pankreasinseln in die Pfortader und zur Vorbeugung postoperativer Blutungen
JoVE Encyclopedia of Experiments
Biologie
0 Ansichten • 3:48 Min. • July 8th, 2025
In einem Mausmodell für insulinabhängigen Diabetes werden Pankreasinseln zu therapeutischen Zwecken über die Leberpfortader injiziert. Die Betazellen innerhalb des Inselclusters produzieren Insulin, ein Hormon, das den Blutzuckerspiegel reguliert.
Die intraportale Injektion ist eine einfache und effektive Technik, aber postoperative Blutungen führen oft zum Tod des Modelltieres. Um diese Komplikation zu vermeiden, bereiten Sie eine betäubte Maus in Rückenlage vor. Rasieren Sie den Bauchbereich und tragen Sie eine Desinfektionslösung auf. Machen Sie einen Schnitt, um die Bauchhöhle freizulegen. Den Darm aus der Bauchhöhle auf eine feuchte Gaze ausdehnen, um die darunter liegende Pfortader freizulegen.
Nehmen Sie eine Insulinspritze, die mit Inselzellen vorgeladen ist. Führen Sie die Nadel direkt parallel in die Pfortader ein, wobei die Abschrägung nach unten zeigt. Ziehen Sie etwas Blut in eine Spritze, um die Inseln zu mischen, und injizieren Sie dann langsam. Ziehen und drücken Sie den Kolben mehrmals, um die gesamte Inselaufhängung zu infundieren. Legen Sie nun einen Gelatineschwamm auf, um die Injektionsstelle abzudecken.
Gelatine, eine hämostatische Matrix, absorbiert Blut und quillt auf, um ein stabiles Gerinnsel über der Einstichstelle zu bilden, wodurch die Blutung gestoppt wird. Als nächstes führen Sie den Darm wieder in die Bauchhöhle ein und nähen den Schnitt. Bringen Sie die Maus wieder in ihren Käfig zurück und überwachen Sie sie regelmäßig auf Anzeichen einer Genesung.
Nachdem Sie eine mangelnde Reaktion auf den Pedalreflex bestätigt haben, tragen Sie Salbe auf die Augen auf, um ein Austrocknen zu verhindern. Rasieren Sie den Bauch der betäubten Maus, um das Fell zu entfernen, und desinfizieren Sie den Operationsbereich mit drei abwechselnden Tüchern mit 2 % Jod und 75 % Alkohol.
Machen Sie als Nächstes einen 1 bis 1,5 Zentimeter großen Schnitt im Bauch und öffnen Sie die Bauchhöhle. Legen Sie ein steriles Stück Gaze um den Schnitt und übertragen Sie den Darm mit einer Pinzette oder Wattestäbchen vorsichtig auf die Gaze. Bedecken Sie dann den Darm mit einem Stück mit Kochsalzlösung getränkter Gaze und legen Sie die Pfortader frei.
Um durch Inseltransfer induzierte Blutungen mit Gelschaum zu stoppen, halten Sie die Nadel mit der Abschrägung nach unten und positionieren Sie die Nadelspitze mit der Öffnung parallel zur Pfortaderwand. Bevor Sie die Nadel in die Pfortader einführen, ziehen Sie den Kolben zurück, um 20 bis 50 Mikroliter Blut in die Spritze zu ziehen, um sich mit den Inselzellen zu vermischen, bevor Sie die Inseln in die Pfortader infundieren, während Sie den Kolben wiederholt drücken und zurückziehen.
Wenn alle Inselzellen geliefert wurden, legen Sie ein etwa 0,5 x 0,5 Zentimeter großes Stück Gelschaum auf die Injektionsstelle. Drücke den Gelschaum mit einem Wattestäbchen nach unten, während du die Nadel aus der Pfortader entfernst. Halten Sie das Gel etwa zwei Minuten lang an Ort und Stelle und rollen Sie den Gelschaum, um sicherzustellen, dass er die Pfortader bedeckt.
Sobald die Blutung gestoppt ist, bringen Sie den Darm vorsichtig in die Bauchhöhle in die ursprüngliche Position zurück und injizieren Sie 500 Mikroliter warme Kochsalzlösung in die Bauchhöhle. Verwenden Sie Nähte, um die Muskel- und Hautschichten zu schließen. Legen Sie dann die Maus in einen sauberen Käfig auf ein Heizkissen mit Überwachung, bis Sie sich vollständig von der Anästhesie erholt haben, verabreichen Sie alle 12 Stunden eine Analgesie und erhitzen Sie sie 48 Stunden lang.
Übersicht
In diesem Artikel wird eine Technik zur Injektion von Pankreasinseln in ein Mausmodell für insulinabhängigen Diabetes über die Vena portae hepatica beschrieben. Das Verfahren zielt darauf ab, die Insulinproduktion zu verbessern und postoperative Komplikationen wie Blutungen zu minimieren.
Wesentliche Studienkomponenten
Bereich der Wissenschaft
- Neurowissenschaften
- Endokrinologie
- Diabetesforschung
Hintergrund
- Die insulinabhängige Diabeteserkrankung erfordert wirksame Managementstrategien.
- Pankreasinseln sind entscheidend für die Insulinproduktion.
- Injektionstechniken können die chirurgischen Ergebnisse erheblich beeinflussen.
- Postoperative Blutungen sind eine häufige Komplikation bei solchen Eingriffen.
Zweck der Studie
- Eine Methode zur Inselzelltransplantation bei diabetischen Mäusen demonstrieren.
- Das Risiko einer Blutung während des Eingriffs verringern.
- Die Überlebensrate der Versuchstiere nach der Operation verbessern.
Verwendete Methoden
- Vorbereitung der Maus unter Anästhesie.
- Injektion von Inseln in die Pfortader mithilfe einer vorgefüllten Insulinspritze.
- Anwendung eines Gelatineschwamms zur Blutstillung.
- Postoperative Überwachung und Versorgung des Tieres.
Hauptergebnisse
- Die Technik ermöglichte die Applikation von Inseln mit minimaler Blutung.
- Die postoperative Versorgung verbesserte die Erholungsergebnisse.
- Der Einsatz von Gelatineschwamm kontrollierte effektiv die Blutung an der Injektionsstelle.
- Die Überlebensraten der Tiere stiegen mit der beschriebenen Methode.
Schlussfolgerungen
- Die intraportale Injektionstechnik ist wirksam für die Inselzelltransplantation.
- Angemessene chirurgische Techniken können Komplikationen verringern.
- Weitere Studien könnten diese Methode für klinische Anwendungen optimieren.
Häufig gestellte Fragen
Ausschlaggebende Bedeutung für die Industrie
Diese chirurgische Methode behebt eine entscheidende Hürde in der Forschung zur Inselzelltransplantation: postoperative Blutungen, die das Überleben des Modells und die Zuverlässigkeit der Daten beeinträchtigen. Durch die Kombination einer auf Gelatine basierenden hämostatischen Matrix mit einer präzisen intraportalen Infusion verbessert das Verfahren die Reproduzierbarkeit in präklinischen Diabetesmodellen. Dies ermöglicht eine konsistentere Beurteilung der Inselzell-Einheilung, -Funktion sowie immunmodulatorischer Interventionen in Entdeckungsprozessen.
Strategische Anwendungen in der Biopharma-Forschung und -Entwicklung
Frühe Entdeckung und Zielvalidierung
- Wissenschaftlicher Wert: Ermöglicht zuverlässige Tests der Inselzell-Vitalität und -Funktion in vivo, indem die prozedurbedingte Mortalität verringert wird.
- Operativer Wert: Standardisiert die chirurgische Applikation, um die Variabilität der Einheilungseffizienz zwischen Studiengruppen zu minimieren.
Screening und Assay-Entwicklung
- Wissenschaftlicher Wert: Bietet eine stabile Plattform zur Beurteilung der Inselzell-Potenz und Insulinsekretion unter physiologischen Bedingungen.
- Operativer Wert: Verringert die Ausschussrate aufgrund chirurgischer Komplikationen und verbessert die Durchsatzrate bei der präklinischen Wirksamkeitsprüfung.
Translationale und präklinische Forschung
- Wissenschaftlicher Wert: Ermöglicht die longitudinale Überwachung der Transplantatfunktion und der Immunantwort in syngenen und allogenen Transplantationsmodellen.
- Operationaler Wert: Erleichtert die standardisierte Herstellung von Modellen für Dosis-Wirkungs- und Wirkmechanismus-Studien.
Pipeline- und Workflow-Integration
Die Methode fügt sich in den Kontinuum von der Entdeckung bis zur präklinischen Phase ein, indem sie eine zuverlässige Inselzell-Engraftment für nachgeschaltete funktionelle und immunologische Bewertungen ermöglicht.
- Entdeckungsbiologie: Unterstützt die Hypothesenprüfung bezüglich des Überlebens von Inseln, der Biologie der Einhegestungsstelle und früher immunologischer Wechselwirkungen.
- Screening: Verbessert die Bereitschaft für Tests, indem eine gleichmäßige Inselapplikation sichergestellt und störende Variablen durch Blutung oder Ischämie minimiert werden.
- Analytik: Ermöglicht die quantitative Bestimmung von serumgebundenem Insulin, C-Peptid und Glukosetoleranz als funktionelle Messgrößen der Transplantatleistung.
- Translationale Forschung: Schafft eine Verbindung zur präklinischen Validierung, indem ein reproduzierbares Modell zur Bewertung immunmodulatorischer Therapien und Strategien zum Transplantatschutz bereitgestellt wird.
- Unternehmensweite Wiederverwendung: Schafft eine standardisierte chirurgische Plattform, die für verschiedene Inselquellen anwendbar ist, einschließlich aus Stammzellen abgeleiteter und xenogener Transplantate.
Operative und unternehmerische Auswirkungen
- Wissenschaftlicher Wert: Erhöht die Vorhersagesicherheit, indem biologisches Rauschen, das durch Verfahren in Diabetesmodellen verursacht wird, reduziert wird.
- Operationaler Wert: Verbessert die Reproduzierbarkeit und Skalierbarkeit durch standardisierte Hämostase und chirurgische Technik.
- Strategischer Wert: Ermöglicht bessere Go/No-Go-Entscheidungen, indem die Überlebensrate des Modells und die Datenintegrität in frühen Wirksamkeitsstudien verbessert werden.
- Portfolio-Wirkung: Unterstützt die risikoadjustierte Priorisierung von Inselzell-basierten Therapien durch eine höhere Qualität präklinischer Daten.
Durchführungsaspekte
- Erfordert Fachkenntnisse in mikrochirurgischen Techniken und dem vaskulären Zugang bei kleinen Tiermodellen.
- Abhängig von der Verfügbarkeit von Insulinspritzen, Gelatineschwämmen und sterilen chirurgischen Materialien.
- Erfordert standardisierte Schulung, um eine konsistente Nadelplatzierung und Anwendung von Hämostyptika über verschiedene Operateure hinweg sicherzustellen.
- Zu berücksichtigende Anpassungsaspekte sind Variabilitäten in der Inselzellpräparation, dem Volumen und der Vitalität aus unterschiedlichen Quellen.
- Praktische Einschränkungen umfassen die technische Schwierigkeit der Pfortaderkatheterisierung bei sehr kleinen oder adipösen Modellen.
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Zuletzt aktualisiert: 29 August 2026