Technische Verfeinerung eines bilateralen renalen Ischämie-Reperfusions-Mausmodells für die Erforschung akuter Nierenschäden
3. November 2023
In dieser Studie wurde ein Protokoll erstellt, das sich auf die technische Verfeinerung eines Mausmodells der bilateralen renalen Ischämie-Reperfusion für die Erforschung akuter Nierenschäden konzentriert.
Akutes Nierenversagen ist ein wesentlicher Risikofaktor, der mit einer hohen Mortalität bei Patienten mit Herzstillstand nach Wiederaufnahme des Kreislaufs einhergeht. Dieses Verfahren kann durchgeführt werden, um eine akute Nierenschädigung herbeizuführen. Dieses Protokoll dient dazu, eine renale Ischämie-Reperfusion genau, sicher und konsistent zu induzieren.
Das Verfahren wird von Huang Cheng-Wei, einem Assistenten aus meinem Labor, demonstriert. Legen Sie zunächst eine betäubte acht Wochen alte männliche C57BL/6-Maus in Bauchlage auf eine Operationsplattform mit einer Heizdecke, um die Körpertemperatur aufrechtzuerhalten. Berühren Sie als Nächstes den Rücken, suchen Sie die Lendenwirbelsäule und suchen Sie nach Rippenwirbelwinkeln unter beiden Seiten der letzten Rippe.
Tragen Sie Haarentfernungslotion auf, um das Haar in der Nähe beider Seiten des Rippenwinkels zu rasieren und zu schrubben. Desinfizieren Sie den Operationsbereich mit einer Betadin-Lösung und 75%igem Alkohol mit Wattebäuschen. Verwenden Sie eine Pinzette mit feiner Spitze, um die Haut sanft unterhalb des linken Rippenübertebra-Winkels anzuheben.
Ziehen Sie dann mit einer Schere einen einen Zentimeter schrägen dorsolateralen Schnitt entlang der Hautspannungslinien von der lumbalen Mittellinie an der linken Flanke. Als nächstes durchtrennen Sie die Muskelwand der linken Flanke, um die linke Niere zu visualisieren. Schieben und trennen Sie die linke Niere vorsichtig mit einer Pinzette vom umgebenden Gewebe.
Identifizieren Sie dann den Nierenstiel. Klemmen Sie den linken Nierenstiel mit einem mikrovaskulären Clip ab. Bestätigen Sie die Ischämie durch eine sichtbare Veränderung der Nierenfarbe von rosa zu dunkelrot.
Um ein Austrocknen während des Klemmens zu vermeiden, bedecken Sie die Niere mit sterilen Kochsalz-nassen Wattebäuschen. Öffnen Sie nach 25 Minuten den linken mikrovaskulären Clip, um die Reperfusion der linken Niere zu starten. Führen Sie die Niere in die Bauchhöhle zurück.
Verschließen Sie die Bauchhöhle mit 6/0 resorbierbarem Nahtmaterial. Beobachte die Maus, bis sie anfängt, sich frei zu bewegen und zu fressen. Hier ist eine renale Ischämie nach Nierenpedikelklemmung dargestellt.
Ein Farbwechsel der Niere von rosa zu dunkelrot verrät, dass die Nierendurchblutung unzureichend geworden ist. Im Vergleich zu den Kontrollen stiegen die Serumspiegel von Harnstoffstickstoff und Kreatinin im Blut zwei Tage nach der renalen Reperfusion an. Diese Technik ebnet den Forschern den Weg, neue Therapieansätze gegen akute Nierenschäden zu erforschen.
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Übersicht
Diese Studie hat ein Protokoll etabliert, das sich auf die technische Optimierung eines Mausmodells für bilaterale renale Ischämie-Reperfusion zur Erforschung akuter Nierenschädigungen konzentriert. Das Verfahren zielt darauf ab, eine akute Nierenschädigung präzise und reproduzierbar hervorzurufen.
Wesentliche Studienkomponenten
Bereich der Wissenschaft
- Nephrologie
- Akutes Nierenversagen
- Tiermodelle
Hintergrund
- Ein akutes Nierenversagen ist ein wesentlicher Risikofaktor für eine hohe Mortalität bei Patienten nach einem Herzstillstand.
- Die Studie konzentriert sich auf die renale Ischämie-Reperfusion als Methode zur Induktion eines akuten Nierenversagens.
- Das Verständnis dieses Prozesses kann zu neuen therapeutischen Ansätzen führen.
- Das Protokoll zielt auf Genauigkeit und Sicherheit bei der Induktion einer Nierenschädigung ab.
Zweck der Studie
- Ein Mausmodell zur Untersuchung einer akuten Nierenschädigung verfeinern.
- Eine zuverlässige Methode zur Induktion einer renalen Ischämie-Reperfusion demonstrieren.
- Die Forschung zu therapeutischen Interventionen bei Nierenschädigung erleichtern.
Verwendete Methoden
- Verwendung anästhesierter männlicher C57BL/6-Mäuse für das Verfahren.
- Erstellung eines chirurgischen Schnittes, um auf die linke Niere zuzugreifen.
- Abklemmen des Nierenhilus, um eine Ischämie auszulösen.
- Überwachung der Nierenfarbveränderung als Indikator für Ischämie.
Hauptergebnisse
- Sichtbare Farbveränderung in der Niere bestätigte die Ischämie.
- Erhöhte Serumspiegel von Harnstoffstickstoff und Kreatinin nach der Reperfusion beobachtet.
- Die Methode bietet einen konsistenten Ansatz zur Induktion einer akuten Nierenschädigung.
- Die Ergebnisse unterstützen die weitere Erforschung therapeutischer Strategien.
Schlussfolgerungen
- Das verfeinerte Protokoll verbessert die Zuverlässigkeit der Forschung zu akutem Nierenversagen.
- Es dient als Grundlage für zukünftige Studien zu Nierenbehandlungen.
- Das Verständnis der renalen Ischämie-Reperfusion ist entscheidend für die Entwicklung von therapeutischen Maßnahmen.
Häufig gestellte Fragen
Ausschlaggebende Bedeutung für die Industrie
Zuverlässige präklinische Modelle der akuten Nierenschädigung (AKI) sind entscheidend, um frühe therapeutische Hypothesen abzusichern und die mechanistischen Ursachen der Nierenpathologie nach einem Herzstillstand zu klären. Dieses optimierte Mausmodell der bilateralen Nierenischämie-Reperfusion ermöglicht eine reproduzierbare Induktion und Quantifizierung der AKI und stärkt so das Vertrauen in die Zielvalidierung und translationsmedizinische Forschung. Standardisierte Verletzungsprotokolle verringern die biologische Variabilität und erleichtern fundierte Entscheidungen über die Weiterentwicklung und Priorisierung von Wirkstoffkandidaten in der nephrologischen Arzneimittelforschung.
Strategische Anwendungen in der Biopharma-Forschung und -Entwicklung
Frühe Entdeckung und Zielvalidierung
- Ermöglicht die Untersuchung von Nierenschadensmechanismen, die für eine akute Nierenverletzung nach Herzstillstand relevant sind.
- Unterstützt die funktionelle Zielvalidierung durch Quantifizierung der Schädigung mittels serumbasierter Biomarker.
- Erleichtert die mechanistische Risikominderung durch kontrollierte Ischämie-Reperfusionsschädigung.
- Verbessert die Vorhersagesicherheit für Nephrologieprogramme in frühen Entwicklungsstadien.
Screening und Assay-Entwicklung
- Bietet ein reproduzierbares In-vivo-System zur Bewertung von Wirkstoffkandidaten.
- Standardisiert die Verletzungsinduktion und die Messung der Endpunkte, um die Vergleichbarkeit von Assays zu gewährleisten.
- Ermöglicht quantitative Auswertungen (Blutharnstoffstickstoff, Kreatinin) für die Wirkstoffscreening.
- Ermöglicht Skalierbarkeit und reproduzierbare Ergebnisse über verschiedene Studien hinweg in präklinischen Arbeitsabläufen.
Translationale und präklinische Forschung
- Entspricht der klinischen Pathophysiologie eines akuten Nierenversagens, die nach Herzstillstand und Wiederherstellung der Spontanzirkulation (ROSC) beobachtet wird.
- Ermöglicht einen nahtlosen Übergang von der mechanistischen Erforschung zur präklinischen Wirksamkeitsbewertung.
- Ermöglicht die risikoadjustierte Weiterentwicklung nephrologischer Wirkstoffe basierend auf translationell relevanten Endpunkten.
- Erleichtert die Validierung von Biomarkern für eine zukünftige klinische Übertragung.
Pipeline- und Workflow-Integration
Dieses Modell ist in die Abfolge von der Entdeckung bis zur präklinischen Phase eingebettet und verbindet mechanistische Studien mit der testbaren translationalen Wirksamkeit von Interventionen bei akutem Nierenversagen (AKI).
- Entdeckungsbiochemie: Unterstützt die Hypothesenprüfung zu Mechanismen der Nierenschädigung und möglichen therapeutischen Ansatzpunkten.
- Screening: Liefert standardisierte, quantitative Messwerte zur Beurteilung von Wirkstoffen.
- Analytik: Ermöglicht statistische Vergleiche der Schwere der Nierenschädigung und therapeutischer Effekte anhand von Serummarkern.
- Translationale Forschung: Bietet ein klinisch relevantes Verletzungsmodell zur Validierung von Biomarkern und Wirksamkeit.
- Unternehmensweite Wiederverwendung: Etabliert ein Protokoll, das über verschiedene nephrologische Forschungsportfolios hinweg anpassbar ist.
Operative und unternehmerische Auswirkungen
- Wissenschaftlicher Wert: Erhöht die Vorhersagesicherheit und verringert mechanistische Unschärfen in der AKI-Forschung.
- Operationaler Wert: Verbessert die Reproduzierbarkeit und Standardisierung präklinischer Nierenschädigungsmodelle.
- Strategischer Wert: Unterstützt Go/No-Go-Entscheidungen und optimiert die Ressourcenallokation in nephrologischen Entwicklungsprojekten.
- Portfolio-Wirkung: Ermöglicht risikoadjustierte Priorisierung und Weiterentwicklung von Nieren-therapeutischen Kandidaten.
Durchführungsaspekte
- Erfordert Fachkenntnisse in der Chirurgie an Kleintieren und in der perioperativen Versorgung.
- Setzt den Zugang zu Anästhesie, Temperaturregelung und chirurgischem Instrumentarium voraus.
- Benötigt standardisierte Protokolle zur Reproduzierbarkeit zwischen verschiedenen Arbeitsgruppen.
- Kann je nach Mausstamm oder Schweregrad der Verletzung angepasst werden müssen.
- Muss Mortalität und Variabilität berücksichtigen, um verlässliche Datenergebnisse sicherzustellen.
