Lagerung und Transplantation von Leberkälte bei den kälteadaptiven Daurian-Zieseln
3. Juli 2025
Hier stellen wir ein Protokoll zur Etablierung eines langfristigen Leberkühlungs- und Transplantationsmodells bei Daurischem Ziesel (DGS) vor, das in Standard-Nagetiermodellen eine technische Herausforderung darstellte.
Wir untersuchen kälteangepasste Säugetiere wie DGS, um bessere Methoden zur Organerhaltung zu entwickeln. Unser Ziel ist es, ihre natürliche Kühllagerung zu verstehen und die Erhaltung menschlicher Organe zu verbessern. Unsere zukünftigen Arbeiten werden untersuchen, wie Winterschlafniveau, extreme Kälte und Stress funktionieren und dieses Wissen nutzen, um die Organerhaltung zu verbessern, die Speicherzeit zu verlängern und Transplantationen erfolgreicher zu machen.
Beginnen Sie mit dem erforderlichen Schnitt, der sich vom Xiphoideusfortsatz bis zur Symphyse der Schambeine am narkosierten Tier erstreckt. Verwenden Sie Wattestäbchen, um vorsichtig die infrahepatische untere Vena cava oberhalb der rechten Nierenvene von den umliegenden Geweben des Tieres zu lösen. Dann wird die rechte Nebennieren- und Lendenvene, die in die inferiore Vena cava nahe der Leber abfließen, mit 7-0-Nähten verbunden.
Isolieren Sie die richtige Leberarterie, die Gastroduodenalarterie und die gemeinsame Leberarterie mit Mikrozangen. Führen Sie eine Sieben-Gauge-Intravenennadel in die Aorta ein und sichern Sie sie mit einer Klemme. Dann wird das Zwerchfell eingeschnitten, um die thorakale Aorta freizulegen, und eine Gefäßklemme auf die thorakale Aorta gelegt.
Nach dem Durchdröhnen der Leber wird die intrathorakale Vena cava und die infrahepatische untere Vena cava oberhalb der rechten Nierenvena eingeschnitten, damit das Perfusat abfließen kann. Während der Perfusion wird die Gallenblase mit einer chirurgischen Schere entfernt. Machen Sie einen kleinen Schnitt an der Vorderwand des gemeinsamen Gallengangs und führen Sie den Gallengangsstent in den Gang ein, während Sie ihn mit einer 7-0-Seidennaht sichern.
Isoliere nun mit Mikropinzetten die Pfortader vom umgebenden Bindegewebe. Ligate und durchschneide die Pyloravene mit einer 7-0-Naht und durchschneide den Stamm der Portalvene auf Höhe der Milzvene. Ligater und durchschneiden Sie die Arteria gastroduodenalis distal und machen Sie einen kleinen Schnitt an der vorderen Wand der gemeinsamen Leberarterie.
Führen Sie den Stent der Leberarterie in die gemeinsame Leberarterie ein und sichern Sie sie mit einer 7-0-Seidennaht. Isolieren Sie die linke Zwerchfellvene von der suprahepatischen inferioren Vena cava und verbinden Sie sie mit einer 7-0-Naht. Sezieren Sie die suprahepatische inferiore Vena cava so nah wie möglich am Zwerchfell mit feinen chirurgischen Instrumenten.
Ligatizieren Sie das Hepatosplenumband mit einer 7-0-Naht. Sichern Sie den Griff der Torvenenmanschette mit einer Gefäßklemme und stabilisieren Sie sie mit einer Mückenzange. Führen Sie die Portalvene vorsichtig durch die Manschette, achten Sie darauf, dass sie nicht verdreht ist, und falten Sie die Portalvene über die Manschette und sichern Sie sie mit einer 7-0-Naht.
Ligiere den zystischen Gang sicher. Setzen Sie eine einzelne 7-0-Seidennaht um die infrahepatische untere Höhlenvene zwischen der angehängten Manschette und dem rechten unteren Leberlappen. 8-0 einfügen Nähte an beiden Seiten der suprahepatischen inferioren Vena cava von außen nach innen.
Führe vorsichtig eine stumpfe Zange hinter die suprahepatische untere Vena cava und lege eine 7-0 Seidennaht darum. Ligieren Sie den gemeinsamen Gallengang proximal mit einer 7-0-Seidennaht und schneiden Sie ihn oberhalb der Ligatur durch. Nach der Trennung des Gallengangs schneiden Sie die Gastroduodenalarterie und die korrekte Leberarterie zwischen den Ligaturen.
Am Ende der gemeinsamen Leberarterie bilden Sie eine Y-förmige Bifurkation und lassen Sie eine zwei Zentimeter lange Naht an der richtigen Leberarterienligatur für spätere Verwendung zurück. Befreie die rechten und linken Äste der Portalader. Anschließend werden fünf Zentimeter große 7-0-Nähte an jedem Ast angebracht, um die spätere Handhabung zu erleichtern.
Klemmen Sie nun die infrahepatische untere Vena cava oberhalb der rechten Nierenvene ab und schließen anschließend die Pfortvene oberhalb der Pyloravene. Injizieren Sie innerhalb von 10 Sekunden 1,5 Milliliter Kochsalzlösung in die rechte Pfortvene mit einer Zwei-Milliliter-Spritze, um das Blut aus der Leber zu spülen. Um das Zwerchfell zurückzuziehen, ziehen Sie vorsichtig die 7-0-Seidennaht, die um die suprahepatische untere Vena cava gelegt ist.
Anschließend wird eine Bulldoggenklemme auf die suprahepatische untere Vena cava gelegt, einschließlich des Zwerchfellteils in der Klemme. Anschließend wird die suprahepatische inferiore Vena cava direkt oberhalb der Leber durchschnitten. Sichern Sie die 7-0-Stay-Nähte an beiden Zweigen der Portalvene und schneiden Sie die Portalvene über diesen Ligaturen durch.
Dann schneiden Sie die infrahepatische untere Vena cava nahe dem Leberparenchym durch und entfernen Sie die Leber umgehend, indem Sie alle verbliebenen Bandansätze durchtrennen. Nähen Sie die hintere Wand mit acht bis zehn durchgehenden Stichen beginnend in der linken Ecke. Fahren Sie mit dem vorderen Wandverschluss mit 10 bis 12 Maschen fort, wobei Sie mit derselben Naht von rechts nach links gehen.
Für die Rekonstruktion der Portalvene verwenden Sie die zuvor platzierten fünf Zentimeter langen Nähte, um beide Portalvenen-Bifurkationen sanft anzuheben, indem Sie mit Gefäßklemmen nach oben Traktion ziehen. Spülen Sie das Lumen der Pfortader mit heparinisierter Kochsalzlösung bei einer Konzentration von 300 internationalen Einheiten pro Milliliter. Führe die Manschette in die Portalvene ein und sichere sie mit einer 7-0-Seidennaht.
Die Klemmen an der Pfortader und der suprahepatischen unteren Vena cava werden sequentiell gelöst, um die Transplantatperfusion wiederherzustellen und die anhepatische Phase abzuschließen. Anschließend wird ein kleiner Schnitt an der Bifurkation der Y-Konfiguration am Ende der gemeinsamen Leberarterie des Empfängers gemacht. Spülen Sie das Lumen der Arterie der Gewöhnlichen Leberarterie mit heparinisiertem Kochsalzlösungslösungsmittel bei 300 internationalen Einheiten pro Milliliter.
Führen Sie den arteriellen Stent in die gemeinsame Leberarterie ein und sichern Sie ihn mit einer 7-0-Seidennaht. Binden Sie die Nähte sowohl an der Spender- als auch an der Empfängerseite, um den Stent zu stabilisieren und eine Verschiebung zu verhindern. Lösen Sie den mikrovaskulären Clip, um die arterielle Durchblutung wiederherzustellen.
Dann machen Sie einen kleinen Schnitt an der Vorderwand des gemeinsamen Gallengangs des Empfängers. Führe den Gallengangsstent in das Lumen ein und befestige ihn mit einer 7-0-Seidennaht. Binden Sie schließlich die Stay-Nähte sowohl an Spender- als auch an Empfängergallen, um den Stent sicher zu halten und eine Verschiebung zu verhindern.
Empfänger von Lebertransplantaten, die 24 Stunden in kalter UW-Lösung konserviert wurden, zeigten sieben Tage nach der Transplantation eine Überlebensrate von 100 %, unabhängig davon, ob sie sich vor der Transplantation im Winterschlaf befanden oder nicht. Im Gegensatz dazu starben alle SD-Ratten, die Lebertransplantate von anderen SD-Ratten erhielten, die ebenfalls 24 Stunden lang in kalter UW-Lösung konserviert wurden, innerhalb von 12 Stunden nach der Transplantation.
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Übersicht
Diese Studie stellt ein Protokoll zur Einrichtung eines Modells für die Langzeit-Kältespeicherung und Transplantation von Lebern bei Daurischen Zieselwühlen (DGS) vor. Die Forschung zielt darauf ab, die Methoden zur Organkonservierung durch die Nutzung der einzigartigen Anpassungen kälteangepasster Säugetiere zu verbessern.
Wesentliche Studienkomponenten
Bereich der Wissenschaft
- Neurowissenschaft
- Organerhaltung
- Transplantationsbiologie
Hintergrund
- Daurische Erdhörnchen sind an Kälte angepasste Säugetiere.
- Das Verständnis ihrer natürlichen Kältespeichermechanismen kann die Konservierung menschlicher Organe verbessern.
- Aktuelle Methoden zur Organkonservierung sind in ihrer Wirksamkeit begrenzt.
- Die Studie untersucht die Auswirkungen von Winterschlaf und extremer Kälte auf die Lebensfähigkeit von Organen.
Zweck der Studie
- Entwicklung besserer Techniken zur Organerhaltung.
- Verlängerung der Lagerzeit von Organen für die Transplantation.
- Verbesserung der Erfolgsraten von Organtransplantationen.
Verwendete Methoden
- Inzision vom Processus xiphoideus bis zum Symphysis pubica bei anästhesierten DGS.
- Sorgfältige Präparation der infrahepatischen Vena cava inferior.
- Ligatur der rechten Nebennieren- und Lendenvenen mit 7-0-Nähten.
- Entwicklung eines Protokolls für die Langzeit-Kaltlagerung von Lebergewebe.
Hauptergebnisse
- Entwicklung eines zuverlässigen Modells für die kalte Leberlagerung in DGS.
- Identifizierung wesentlicher anatomischer Merkmale, die für die Organerhaltung relevant sind.
- Nachweis des Potenzials zur Verbesserung von Organlagerungstechniken.
- Schaffung einer Grundlage für zukünftige Forschung zur Organtransplantation.
Schlussfolgerungen
- Das Modell des daurischen Ziesel bietet Einblicke in die Organkonservierung.
- Zukünftige Studien werden den Einfluss von Winterschlaf und Stress auf die Organviabilität untersuchen.
- Die Ergebnisse könnten zu Fortschritten in der menschlichen Organtransplantationspraxis führen.
Häufig gestellte Fragen
Ausschlaggebende Bedeutung für die Industrie
Die durch Kältespeicherung verursachte Transplantatverletzung bleibt eine kritische Engstelle in der Lebertransplantation und begrenzt sowohl die Organviabilität als auch die Erholung nach der Transplantation. Das Modell des Daurischen Ziesel stellt ein einzigartiges, biologisch robustes System zur Untersuchung der Kälteanpassung und der Toleranz gegenüber Ischämie-Reperfusion dar und trägt damit direkt zur Verbesserung der Vorhersagekraft von Organerhaltungsstrategien bei. Diese Plattform ermöglicht eine mechanistische Risikominimierung in der Entdeckungsphase und unterstützt die translationale Kontinuität für Erhaltungslösungen der nächsten Generation.
Strategische Anwendungen in der Biopharma-Forschung und -Entwicklung
Frühe Entdeckung und Zielvalidierung
- Ermöglicht die Untersuchung von Kälteanpassungswegen, die für die Organerhaltung relevant sind.
- Unterstützt die mechanistische Risikominderung von Ischämie-Reperfusionsschäden in Transplantationsmodellen.
- Erleichtert die funktionelle Target-Validierung für Interventionen, die darauf abzielen, das Überleben von Transplantaten zu verbessern.
Screening und Assay-Entwicklung
- Bietet ein validiertes Säugermodell für die quantitative Beurteilung von Kältespeicherungsprotokollen.
- Ermöglicht die reproduzierbare Messung von Überlebensraten nach Transplantation.
- Unterstützt die Standardisierung von Assays zur Bewertung von Konservierungslösungen und therapeutischen Maßnahmen.
Translationale und präklinische Forschung
- Ermöglicht die Untersuchung von Transplantationstoleranz und Erholung an krankheitsrelevanten Modellen.
- Verbindet entdeckte Befunde mit der präklinischen Validierung von Organerhaltungsstrategien.
- Verringert das translationsmedizinische Risiko durch Modellierung klinisch relevanter Kaltlagerdauern und -ergebnisse.
Pipeline- und Workflow-Integration
Dieses Modell verortet die Forschung zur Kälteanpassung an der Schnittstelle zwischen früher Entdeckung und präklinischer Validierung und ermöglicht iterative Hypothesentests sowie mechanistische Einblicke in die Organerhaltung.
- Entdeckungsbiologie: Erschließt adaptive Signalwege, die Kältespeicherungsschäden verringern, und leitet die Auswahl geeigneter Zielstrukturen ab.
- Screening: Liefert reproduzierbare, quantitative Überlebensdaten zur Optimierung von Protokollen.
- Analytik: Ermöglicht vergleichende Analysen von Konservierungsbedingungen und der Wirksamkeit von Interventionen.
- Translationale Forschung: Schafft einen nahtlosen Übergang von der mechanistischen Erforschung bis zur präklinischen Bewertung von Transplantationsergebnissen.
- Unternehmensweite Wiederverwendung: Schafft eine wiederverwendbare Plattform zur bewertenden Gegenüberstellung von Konservierungstechnologien über verschiedene Programmreihen hinweg.
Operationelle und unternehmerische Auswirkungen
- Wissenschaftlicher Wert: Erhöht die Vorhersagesicherheit bezüglich der Organerhaltung und Transplantationstoleranz.
- Operativer Wert: Standardisiert Kühlung und Transplantationsabläufe zur Reproduzierbarkeit.
- Strategischer Wert: Ermöglicht risikoadjustierte Weiterentwicklung von Erhaltungslösungen und -protokollen.
- Portfolio-Wirkung: Unterstützt die Priorisierung von Kandidaten mit verbesserten mechanistischen und translationsbezogenen Profilen.
Durchführungsüberlegungen
- Benötigt Fachkenntnisse in fortgeschrittenen mikrochirurgischen Techniken und Kaltlagerungsprotokollen.
- Erfordert Zugang zu spezialisierten Instrumenten für die Chirurgie und Perfusion bei kleinen Säugetieren.
- Setzt eine strenge, querteamübergreifende Standardisierung für reproduzierbare Ergebnisse voraus.
- Die Anpassung an andere kälteangepasste Arten kann eine Modifizierung des Protokolls erfordern.
- Die Durchsatzkapazität und Skalierbarkeit des Modells sind durch die chirurgische Komplexität und die Verfügbarkeit der Tiere begrenzt.
