Generierung eines Rattenmodells für akutes Leberversagen durch Kombination von 70% partieller Hepatektomie und Acetaminophen

Akutes Leberversagen oder ALF ist im Allgemeinen definiert als schnelle Entwicklung von Leberschäden in einer gesunden Leber und wird von einer schweren Beeinträchtigung seiner Hauptfunktionen begleitet. Orthotopische Lebertransplantation ist die einzige verfügbare Heilung in den meisten Fällen. Aber aufgrund des Mangels an Leberspendern ist die Sterblichkeitsrate bei ALF-Patienten sehr hoch.

Um das Potenzial alternativer therapietherapeutischer Ansätze zu untersuchen und die Pathophysiologie von ALF besser zu verstehen, werden Tiermodelle der Krankheit eingesetzt. Viele der ALF-Modelle basieren auf der hepatotoxischen Wirkung von Acetaminophen, Tetrachlorkohlenstoff, Concanavalin A, Lipopolysaccharid, D-Galactosamin und Thioacetamid. Diese weisen jedoch einige Mängel auf, wie schlechte Reproduzierbarkeit und Reversibilität, Toxizität gegenüber anderen lebenswichtigen Organen, schlechte Reflexion der Pathologie menschlicher Krankheiten und Artenvariation.

Daher ist ein besseres Modellsystem erforderlich, das reproduzierbar ist und ein ausreichendes Zeitintervall ermöglicht, um die Wirkung einer therapeutischen Intervention zu untersuchen. In der aktuellen Studie wurde ein ALF-Modell bei Ratten durch die Kombination von Wirkungen der partiellen Hepatektomie und Acetaminophen Hepatotoxizität erstellt. Median und linker Seitenlappen der Leber werden entfernt, um 70% Lebermasse zu verbrauchen, und weiter, Acetaminophen wird gegeben, um ALF verursachen.

Die Entwicklung von ALF im Modell wurde durch biochemische und histologische Analyse gekennzeichnet und die Reversibilität von Leberschäden wurde durch die Transplantation von syngenen gesunden Rattenhepatozyten bestätigt. Wistar Ratten mit Körpergewicht im Bereich von 180 bis 250 Gramm wurden in der aktuellen Studie verwendet. Die folgenden Schritte beschreiben den chirurgischen Eingriff zur Induktion von ALF bei einer Ratte.

Das Tier wird durch Injektion von Ketamin-Xylazin-Mischung intraperitoneal anästhesiert. Die vollständige Anästhesisierung wird durch Kneifen der Zehen des Tieres bestätigt, und weitere Eingriffe werden nur durchgeführt, wenn kein Pedalreflex vorhanden ist. Um die Austrocknung der Hornhaut zu verhindern, wird ein auf Carboxy Methyl-Zellulose basierender Augentropfen auf beide Augen aufgetragen.

Das Tier wird mit einem weißen Klebeband an das Operationsbrett zurückgehalten. Das Haar wird mit einem elektrischen Knipser aus dem rechten Bauchbereich entfernt. Desinfizieren Sie die chirurgische Stelle durch drei abwechselnde Peelings von 70% Ethanol und Povidon Jod mit sterilisierten Wattepads in kreisförmiger Bewegung.

Die zu schneidende Haut ist direkt unter dem Brustbein senkrecht zum Xiphoid und parallel zum Brustkorb markiert. Über der markierten Haut wird ein steriles Drapat mit einer Öffnung von etwa drei Zentimetern um einen Zentimeter platziert. Ein Querschnitt von etwa zwei bis drei Zentimetern wird entlang der markierten Linie mit Hilfe eines Skalpells gemacht.

Die Befestigung der Haut mit der darunter liegenden Muskelschicht in der Nähe des eingeschnittenen Bereichs wird durch sterile feuchte Baumwollspitzen schonend entfernt. Als nächstes wird ein Querschnitt durch peritoneale Schicht direkt unter dem xiphoiden Prozess gemacht. Der linke Leberlappen wird durch einen sanften Druck auf den Thorax mit Hilfe von zwei kochigen befeuchteten Baumwollspitzen ausgesetzt.

Eine sterile Nylon-Fadenschlaufe wird um den exponierten Leberlappen geschlüpft. Die Schleife wird mit Hilfe von Mikrosezierender Zangen oder Wattestäbchen sorgfältig an die Basis des Lappens gebracht. Mit Hilfe von Mikrochirurgie Nadelhalter und Mikrozange, die beiden Enden der Schleife sind gebunden, platzierung den Knoten so nah wie möglich an der Basis des Lappens.

Dies ist, um die Blutgefäße zu verengen und Blutungen zu reduzieren, nachdem der Leberlappen entfernt wurde. Auf der anderen Seite sind zwei weitere Knoten gebunden. Der gebundene Lappen wird mit einer mikrochirurgischen Schere, die einen ischämischen Stumpf hinterlässt, knapp über den Knoten geschnitten.

In ähnlicher Weise wird der Medianlappen der Leber mit Baumwollspitzen angehoben. Erkennen Sie die einzigartige Form des Medianlappens der Leber. Legen Sie eine Nylon-Gewindeschlaufe über den Lappen, binden Sie seine Enden fest.

Auf der anderen Seite sind zwei zusätzliche Knoten gebunden und stellen den Lappen wieder auf. Nach dem Entfernen der Lappen wird das Peritoneum mit resorbierbarer Catgut-Chrom-4/0-Absorber-Nähte mit kontinuierlichen Stichen, gefolgt von hautnah mit einfacher unterbrochener Naht, genäht. Nach dem Hautverschluss wird Povidon-Jodlösung um die chirurgische Stelle aufgetragen.

Das Drapat wird entfernt und das Tier vom Operationsbrett entfernt. Eine Antibiotikadosis von 12 Milligramm Cefotaxim in einem ml 5%Glukoselösung wird dem Tier intraperitoneal verabreicht, um es vor dem Risiko einer postoperativen Infektion zu schützen. Zur Schmerzlinderung nach der Operation wird das schmerzstillende Meloxicam, typischerweise 1 mg pro kg Körpergewicht, dem Tier subkutan verabreicht, gefolgt von einer Dosis pro Tag für zwei Tage.

Das Tier wird in einen warmen Bergkäfig gebracht. Das Tier wird innerhalb von 30 bis 40 Minuten bei Bewusstsein und beginnt sich zu bewegen. Das operierte Tier wird isoliert gehalten, bis die chirurgischen Wunden vollständig verheilt sind, was drei bis vier Tage dauern kann.

Zur Induktion von ALF werden 750 Milligramm pro kg Körpergewicht von Acetaminophen und die zweite Dosis Meloxicam intraperitoneal 24 Stunden nach teilweisem Hepatectomieverfahren injiziert. Diese Dosis wird nach 24 Stunden wiederholt. Nach der Induktion von ALF wurde festgestellt, dass das Überleben bei Tieren stark verringert wurde.

Um die Entwicklung von ALF zu charakterisieren, wurden operierte Tiere nach der zweiten Dosis Acetaminophen eingeschläfert, und verschiedene biochemische und histologische Studien wurden durchgeführt. Die Ergebnisse werden im Folgenden im Video beschrieben. Der Überlebensprozentsatz in der ALF-induzierten Gruppe wurde als stark verringert und die Sterblichkeit von bis zu 80 % innerhalb von 24 Stunden nach der zweiten Dosis Von Acetaminophen beobachtet.

Leberschäden waren auf morphologischer Ebene in der ALF-induzierten Gruppe und nur 70% der partiellen Hepatektomiegruppe zu erkennen. Während die Kontrollgruppe und nur Acetaminophen behandelt Gruppe hatte ein gesundes Aussehen. Enzymspiegel von Alanin-Aminotransferase, Aspartat-Aminotransferase und alkalischer Phosphatase wurden in der ALF-induzierten Gruppe im Vergleich zu anderen Gruppen als stark erhöht befunden.

Die Analyse des Genexpressionsprofils durch qPCR zeigte eine erhöhte Expression von Genen, die an Apoptose, Entzündung und Fortschreiten der Leberverletzung beteiligt waren. Hämatoxylin und Eosin Färbung von Lebergewebe Abschnitte zeigten meist normale Hepatozyten in der Kontrollgruppe. In der ALF-Gruppe wurde eine meist moderate makrovesikuläre Fettdegeneration beobachtet.

Prothrombin-Zeit und International Normalized Ratio wurden in der ALF-induzierten Gruppe erhöht, was auf einen behinderten Blutgerinnungsprozess hindeutet. Es wurde festgestellt, dass der Überlebensprozentsatz in der ALF-induzierten Gruppe nach der Transplantation syngenischer gesunder Rattenhepatozyten wiederhergestellt wurde. Serumspiegel der Enzyme Alanin-Aminotransferase, Aspartat-Aminotransferase und alkalische Phosphatase wurden bei ALF-induzierten Tieren nach einer Zelltransplantation wiederhergestellt.

Diese Methode der Induktion von ALF bei Ratten ist reproduzierbar, zeigt eine gute Reversibilität und bietet ein geeignetes Zeitfenster, um neue Therapien zu testen. Daher kann dieses Modell als effizientes Krankheitsmodell für die Bewertung potenzieller therapeutischer Ansätze zur Behandlung von ALF dienen.