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La linfa fluye desde el intestino delgado a través de un proceso unidireccional que se origina en lactíferos individuales que están contenidos dentro de cada pequeño vellosidades intestinales 1. Lacteales son relativamente permeable al fluido, macromoléculas y células y la formación de la linfa por lo tanto comienza con la entrada de estos factores en lacteales. La linfa inicial en los lacteales fluye posteriormente desde el intestino a través de una red de microvasos linfáticos, la recolección (aferente) los vasos linfáticos, una serie de ganglios linfáticos mesentéricos y en última instancia los post-ganglionar (eferente) los vasos linfáticos. Dentro de los nodos, la linfa pasa a través de una serie de senos medulares donde se produce el intercambio con las células inmunes residentes nodo, así como material que entran en el nodo de la sangre. Todos los ganglios que fluye desde el intestino delgado finalmente converge en el conducto linfático eferente mesentérica superior y, posteriormente, la cisterna del quilo. La cisterna del quilo además contiene linfático de drenaje de los tejidos periféricos caudales, intestinal, regiones hepáticas y lumbares y se une al conducto linfático torácico junto con la linfa del mediastino y partes craneales del cuerpo. El conducto linfático torácico vacía linfático directamente en el sistema venoso en la unión de las venas yugular interna y subclavia izquierda. El protocolo descrito aquí, que permite la recogida de la linfa directamente desde el conducto linfático mesentérico superior, por lo tanto facilita el análisis de diversos factores que transitan directamente desde el intestino a la circulación (general) sistémica a través del sistema linfático intestinal.
Las principales funciones fisiológicas asignados al sistema linfático intestinal son para mantener el equilibrio de fluidos, para facilitar la absorción de los lípidos y la molécula lipófila, y para permitir respuestas inmunes apropiadas 1. Las células tumorales y virus también se propagan a través de los vasos linfáticos intestinales 2-4 y principales cambios se producen dentro de los vasos linfáticos en diversas patologías inflamatorias y metabólicas 5-7. Latanulation del conducto linfático mesentérico para recoger la linfa en el mesenterio permite un análisis de flujo de fluido mayor a través de los vasos linfáticos intestinales, así como la cuantificación de la tasa de concentración y el transporte de varias células y moléculas. Los cambios en la concentración o el tránsito de estos factores en respuesta a diversos desafíos (por ejemplo, dietas, antígenos, drogas) y en modelos de enfermedad (por ejemplo, colitis, VIH, diabetes) pueden también ser evaluados. Si bien es imposible describir ampliamente cada componente linfático que puede ser analizada y comparada aquí, linfático mesentérico consiste simplista de acuosa, lípidos y las fases celulares. Componentes de interés en la fase acuosa incluyen péptidos y proteínas tales como antígenos o tolerógenos 8, mensajeros inmunes tales como citoquinas y mediadores de mastocitos, 9 y mediadores metabólicos tales como incretinas 10. La fracción celular de la linfa mesentérica post-nodal consiste casi completamente (más del 99%) de lymphocytes 11. Varias células inmunes (células dendríticas, mastocitos, etc.) entran en los vasos linfáticos mesentéricos pre-nodales pero permanecen dentro del nodo 12. Si las células dentro de la linfa aferente son de interés, es posible recoger estas células a través de la eliminación de la nódulos linfáticos mesentéricos varios días antes de la canulación del conducto linfático mesentérico 12. De esta manera los aferentes y eferentes conductos linfáticos están directamente conectados y las células en los ganglios linfáticos aferentes pasan directamente en el conducto linfático mesentérico. El tránsito y el fenotipo de varias células inmunes que pasan a través de los vasos linfáticos intestinales por lo tanto pueden ser examinados. Quizás la razón más común citada para la recogida de la linfa mesentérica hasta la fecha, sin embargo, es estudiar el procesamiento intestinal, la absorción y el transporte de lípidos de la dieta y las moléculas lipofílicas 10.
Después de la ingestión, lípidos de la dieta son digeridos (por ejemplo, de triglicéridos de ácidos grasos y monoglicéridos, phospholipid a los ácidos grasos y lisofosfolípidos, colesterol y éster de ácido graso y colesterol, etc.) y dispersas dentro de la luz intestinal en pequeñas micela y las estructuras vesiculares por medio de la adición de anfífilos de la bilis (fosfolípidos, colesterol y sales biliares) y la acción de enzimas pancreáticas 10,13. De aquí que se absorben en los enterocitos. Una proporción de los componentes absorbidos se re-esterificados para formar triglicéridos, fosfolípidos y ésteres de colesterol dentro de las células absorbentes (enterocitos). Estas re-esterificados lípidos se ensamblan a partir de una combinación de componentes lipídicos exógena ingerida y componentes de lípidos endógenos de la bilis secretada, piscinas de lípidos de la mucosa o el suministro de sangre intestinal 13. Desde aquí los lípidos esterificados se almacenan ya sea dentro de los enterocitos o ensamblados en lipoproteínas intestinales (quilomicrones, lipoproteínas de muy baja densidad (VLDL)), junto con diversos apoproteínas y otras moléculas lipófilas ( por ejemplo, vitaminas) 10,13. Después de salir de los enterocitos, lipoproteínas son transportados específicamente desde el intestino a la circulación sistémica a través del sistema linfático mesentérico como los lactíferos intestinales son más permeables a su entrada de los capilares sanguíneos intestinales. Una proporción de los componentes de lípidos absorbidos también son transportados desde el intestino a la circulación sistémica a través de los capilares sanguíneos y la vena porta como individuales, no de lipoproteínas asociadas, las moléculas 14. En general, sin embargo, la ruta de transporte de la vena porta es sólo un jugador significativo en la absorción de los lípidos de longitud de cadena corta y media.
La recogida de la linfa mesentérica por lo tanto permite la evaluación del transporte de lipoproteínas y componentes asociados (lípidos, moléculas lipófilas, APO-proteínas) desde el intestino. Las lipoproteínas se pueden cuantificar y caracterizados con la ventaja de que las lipoproteínas ganglios mesentéricos, en general, están en una nascent estado, ya que no han sido ampliamente modificado por enzimas sistémicas tales como la lipoproteína lipasa 15. Mientras que el modelo de rata canulada linfático mesentérico ha históricamente quizás ha descrito más ampliamente para el análisis de transporte de lípidos / lipoproteínas de desde el intestino, un área de interés es la ampliación de la función de los vasos linfáticos en el transporte de fármacos lipófilos, profármacos y otros xenobióticos 13,16 que es el foco del modelo descrito aquí. Drogas lipofílicas (generalmente aquellos con log P> 5 y solubilidad en cadena larga de triglicéridos> 50 mg / g, aunque excepciones son evidentes) 17,18, profármacos 19 y otros xenobióticos 13,16 puede tener acceso a los linfáticos intestinales de forma pasiva o por integrando activamente en las vías de transporte de lipoproteínas intestinal 19.
Así, la técnica de canulación linfático mesentérico de rata tiene muchas aplicaciones. Bollman et al. Descrita por primera vez un technique para canular el conducto linfático mesentérico en ratas en 1948 20. Desde entonces un número de variaciones sobre el modelo se han descrito. Por ejemplo, la colección se puede producir cuando la rata se anestesió con varios anestésicos 21,22, o en el estado consciente mientras refrenado 15 o se mueve libremente 23,24. Las ratas se pueden administrar diferentes soluciones de rehidratación y otras sustancias tales como lípidos y formulaciones de fármacos a diferentes velocidades en el estómago, intestino o parenteral (típicamente 0-5 ml / hr) 25. En algunos estudios, el conducto linfático torácico en lugar de conducto linfático mesentérico se canula para estimar el transporte desde el intestino a través de los vasos linfáticos aunque esto puede sobreestimar el tránsito en el intestino delgado, en función del factor de interés, ya que el conducto linfático torácico también recibe la linfa de otra regiones 22,26. Modelos de canulación linfáticos también se han descrito en varias otras especies, incluyendo ratones 15,27, mini-pigs 12, 28,29 ovejas, cerdos y perros 30 31. Sin embargo, el modelo de rata es la más amplia y coherente citado. Los protocolos detallados para la canulación del conducto linfático mesentérico seguida de la recogida de la linfa en consciente 25 o anestesiado 22 ratas y ratones 15,27 se han publicado previamente y el lector interesado se dirige a estos protocolos. Este protocolo es el primero en demostrar la técnica en un formato visualizado.
El modelo de rata linfático canulado tiene ventajas sobre los modelos animales más grandes en términos de costo, la facilidad de la cirugía y las consideraciones éticas. Cuando se compara con el modelo de ratón, la cirugía canulación linfático mesentérico es también más fácil en la rata Aunque el modelo de ratón permite estudios más detallados en los animales transgénicos 27. Sin embargo, hay algunas limitaciones del modelo de rata, en particular aquellos asociados con diferencias en la fisiología, que extrapolat límiteiones a otras situaciones pre-clínicos y clínicos. Por ejemplo, en el flujo de bilis de rata es constante e independiente de la ingesta de alimentos mientras que en mayor alimentos especie o lípidos estimulan el flujo de bilis 32. Esto crea desafíos para la obtención de los entornos de pre y post-prandial de representación en la rata que reflejan lo que se ve en las especies y los seres humanos más grandes. Para los estudios de administración de fármacos, las especies más grandes también pueden ser preferidos cuando se evalúa el transporte linfático después de la administración de la dosis humana realista forma 25. En un estudio reciente, se encontró que las tasas de transporte de lípidos en la linfa mesentérica ser comparables entre especies (ratón, rata, perro) después de la administración de una masa equivalente y el tipo de lípidos que proporciona cierta confianza en la extrapolación de los datos de transporte de lípidos a través de especies 27. Sin embargo, el transporte de un modelo lipofílica drogas, halofantrina, clasificados en orden de tamaño de los animales (es decir, perro> rata> ratón). Un factor de escala puede, pues, ser obligado a exextrapolar los datos de transporte de drogas linfáticos de rata para otras especies.
Una limitación de los modelos de canulación de la linfa, en general, es que la recogida pasiva linfático directamente de un conducto linfático puede modificar el flujo y transporte linfático desde los vasos linfáticos trabajan en contra de un gradiente de presión que se altera una vez que el recipiente se canula 33. El modelo canulación linfáticos también puede ser difícil de establecer en los laboratorios que no están familiarizados con la técnica. Así, se han descrito modelos alternativos. Por ejemplo, el tránsito de factores través del sistema linfático intestinal, tales como lipoproteínas y moléculas lipofílicas, se ha estudiado indirectamente a través de la colección de la sangre. Uno de estos modelos consiste en comparar las concentraciones sanguíneas de lípidos y / o drogas tras la administración oral en presencia y ausencia de inhibidores (por ejemplo, colchicina, Pluronic L81, cicloheximida) de la producción de lipoproteínas intestinal que bloquean el transporte linfático 34. Una ventajade los modelos que cuantifican el transporte linfático indirectamente a través de la recolección de muestras de sangre es que permite cierta evaluación del transporte linfático en los seres humanos como no se requiere cirugía invasiva 35. Sin embargo, los inhibidores de transporte linfático no son específicos y los factores que son transportados a través de los vasos linfáticos se diluyen y se modifican en la circulación sistémica que complica tales evaluaciones. In vitro alternativas también se han descrito. Por ejemplo, los cultivos de células Caco-2 o aislado de los enterocitos se han utilizado para estudiar en más detalle la secreción intestinal de moléculas que entran en los vasos linfáticos 36-38. Un modelo avanzado in vitro que es más representativo del microambiente intestinal humano también fue recientemente descrito 39. En este modelo de una capa de células endoteliales linfáticas es co-cultivadas con células Caco-2 que permite análisis más detallado de la transferencia de sustancias desde el intestino en los vasos linfáticos. Sin embargo, en vitro sistemas de células carecen de flujo de intercambio y transferencia denominado interconexión con un lumen intestinal y sangre subyacente y de aporte vascular linfático. En un enfoque alternativo, Kassis et al. Estableció un doble canal (vídeo de alta velocidad de campo claro y fluorescencia) en el sistema de formación de imágenes in situ que permite comparaciones cuantitativas entre contracción de los vasos, el flujo de la linfa y las concentraciones de lípidos fluorescentes en los vasos linfáticos mesentéricos 33. Una ventaja de este modelo sobre el mencionado en sistemas in vitro es que permite un seguimiento preciso del paso de las células inmunes a través de los vasos linfáticos. Las medidas absolutas de lípidos masa (o drogas) de transporte son, sin embargo, aún no se establecerán a partir de los métodos de imagen. In vitro e in silico enfoques para predecir específicamente el grado de transporte del fármaco lipofílico a través de los vasos linfáticos intestinales también se han publicado 40-42. Por ejemplo, la afinidad ex vivo de varios ccomuestos para quilomicrones plasma se encontró correlación razonablemente bien con su transporte linfático en vivo 41. Posteriormente, el mismo grupo estableció un modelo en silico para predecir la afinidad fármaco para quilomicrones basados en múltiples propiedades fisicoquímicas 40. Holm et al. También estableció un relativamente complejo en el modelo de silico para predecir de plano de transporte linfático de compuestos lipófilos sobre la base de los descriptores moleculares 42. Estos modelos pueden proporcionar un enfoque útil para predecir el grado de transporte linfático de fármacos desconocidos. Será, sin embargo, se requerirá la validación de los modelos con una amplia gama de medicamentos y en los diferentes laboratorios para confirmar su exactitud y reproducibilidad.
La canulación del conducto linfático mesentérico por lo tanto sigue siendo el único medio para examinar directamente el contenido de drenaje linfático del intestino delgado y la velocidad de tránsito de la compleja serie de factores (células, proteínas,péptidos, lípidos, drogas) en la linfa en una situación in vivo. Aquí se describe un protocolo para la canulación del conducto linfático y carótida arteria mesentérica que permite la recogida de la linfa mesentérica y la sangre sistémica de las ratas anestesiadas. Los datos representativos demuestran cómo el modelo puede ser utilizado para examinar los lípidos y el transporte del fármaco desde el intestino a través del sistema linfático mesentérico. Esto es seguido por una discusión de las dificultades que se pueden encontrar en el establecimiento del modelo y una guía para resolver problemas. Una vez establecido el modelo es una herramienta poderosa para investigar el transporte linfático intestinal.