Artículo de método

Sistema de perfusión pulmonar aislada en el modelo de conejo

DOI:

10.3791/62734

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15 de julio de 2021

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1Departamento de Investigación en Hiperreactividad Bronquial, Instituto Nacional de Enfermedades Respiratorias, 2Facultad de Medicina, Universidad Nacional Autónoma de México

En este artículo

Resumen

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La preparación aislada del pulmón de conejo es una herramienta estándar de oro en la investigación pulmonar. Esta publicación tiene como objetivo describir la técnica desarrollada para el estudio de los mecanismos fisiológicos y patológicos involucrados en la reactividad de las vías respiratorias, la preservación pulmonar y la investigación preclínica en trasplante pulmonar y edema pulmonar.

Resumen

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El sistema de perfusión pulmonar aislada ha sido ampliamente utilizado en la investigación pulmonar, contribuyendo a dilucidar el funcionamiento interno de los pulmones, tanto micro como macroscópicamente. Esta técnica es útil en la caracterización de la fisiología y patología pulmonar mediante la medición de las actividades metabólicas y las funciones respiratorias, incluidas las interacciones entre las sustancias circulatorias y los efectos de las sustancias inhaladas o perfundidas, como en las pruebas de drogas. Mientras que los métodos in vitro implican el corte y cultivo de tejidos, el sistema de perfusión pulmonar ex vivo aislado permite trabajar con un órgano funcional completo haciendo posible el estudio de una función fisiológica continua a la vez que recrea la ventilación y la perfusión. Sin embargo, debe tenerse en cuenta que los efectos de la ausencia de inervación central y el drenaje linfático aún deben evaluarse completamente. Este protocolo tiene como objetivo describir el ensamblaje del aparato pulmonar aislado, seguido de la extracción quirúrgica y la canulación de pulmones y corazón de animales de laboratorio experimentales, así como mostrar la técnica de perfusión y el procesamiento de señales de datos. La viabilidad media del pulmón aislado oscila entre 5-8 h; durante este período, la permeabilidad capilar pulmonar aumenta, causando edema y lesión pulmonar. La funcionalidad del tejido pulmonar preservado se mide mediante el coeficiente de filtración capilar (Kfc), utilizado para determinar la extensión del edema pulmonar a través del tiempo.

Introducción

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Brodie y Dixon describieron por primera vez el sistema de perfusión pulmonar ex-vivo en 1903 1. Desde entonces, se ha convertido en una herramienta estándar de oro para el estudio de la fisiología, farmacología, toxicología y bioquímica de los pulmones2,3. La técnica ofrece una forma consistente y reproducible de evaluar la viabilidad de los trasplantes de pulmón y determinar el efecto de mediadores inflamatorios como la histamina, los metabolitos del ácido araquidónico y la sustancia P, entre otros, así como sus interacciones durante fenómenos pulmonares como la broncoconstric....

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Protocolo

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El sistema de perfusión aislada en el modelo de conejo ha sido ampliamente utilizado en el Laboratorio de Hiperrespuesta Bronquial del Instituto Nacional de Enfermedades Respiratorias. El protocolo incluye conejos de Nueva Zelanda con un peso aproximado de 2,5-3 kg. Todos los animales fueron mantenidos en condiciones estándar de vivero y alimentación ad libitum de conformidad con las directrices oficiales mexicanas para animales de laboratorio (NOM 062-ZOO-1999) y bajo la Guía para el Cuidado y Uso de Animales de Laboratorio (8ª edición, 2011). Todos los procedimientos y métodos de cuidado animal presentados en este protocolo fueron previamente apr....

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Resultados

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El sistema de perfusión pulmonar aislada permite la manipulación de órganos para biopsia, la recolección de muestras de perfusión y la recopilación de datos en tiempo real de parámetros fisiológicos. El sistema aislado se puede utilizar para probar muchas hipótesis que involucran diferentes funciones y fenómenos pulmonares, desde la actividad metabólica y enzimática hasta la formación de edemas y los períodos de preservación para trasplantes de pulmón.

La Figura 1.......

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Discusión

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Este trabajo muestra una visión general del sistema de perfusión pulmonar aislada, una técnica esencial en la investigación de la fisiología pulmonar. El sistema de perfusión pulmonar aislada ofrece un gran grado de versatilidad en sus usos y permite la evaluación de varios parámetros relevantes en la prueba de una amplia gama de hipótesis15. Un sistema pulmonar aislado es una herramienta con presencia mundial que, en la última década, ha establecido aún más su relevancia para las evaluaciones esp.......

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Divulgaciones

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Los autores declaran que no hay conflictos de intereses.

Agradecimientos

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Los autores desean agradecer a la Doctora Bettina Sommer Cervantes por su apoyo en la redacción de este manuscrito, y a Kitzia Elena Lara Safont por su apoyo con las ilustraciones.

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Materiales

Lista de materiales utilizados en este artículo
NombreEmpresaNúmero de catálogoComentarios
Tubo Tygon E-Lab de 2 paradas, 3,17 mm de diámetro interior, 12/paquete, negro/blancoAdaptador Hugo Sachs Elektronik (HSE)73-1864
para ventilación de presión positiva en IPL-4Hugo Sachs Elektronik (HSE)73-4312
Adaptador para ventilación de presión positiva en IPL-4Hugo Sachs Elektronik (HSE)73-4312
Suministro alternativo de gas sin presión para IPL-4: Para suministrar a la tráquea una mezcla de gases diferente del aire ambiente durante la ventilación negativaHugo Sachs Elektronik (HSE)73-4309
Unidad base para el pulmón perfundido aislado de conejo a fetal de cerdoHugo Sachs Elektronik (HSE)73-4138
Suero bovino A2:D41albúmina polvo liofilizadosigma3912500 g
Cloruro de calcio, CaCl2· 2H2O.JT Baker10035-04-8
Viales criogénicosCorning4306592 mL
de D-glucosa, C6H12O6.sigmaG5767
Transductor de Baja Presión Diferencial DLP2.5, Rango +- 2.5 cmH2O, Conector HSEHugo Sachs Elektronik (HSE)73-3882
Transductor de Presión Diferencial MPX, Rango +- 100 cmH2O, ConectorHSE Hugo Sachs Elektronik (HSE)73-0064
Tubos Eppendorf Etanol
TubosCaledon
14 mL
Hugo Sachs Elektronik (HSE)59-9703
HeparinaPISA5000 UI
Columna de HPLC (C18 100A 5U)Alltech98121213150 mm x 4,6 mm
Filtro de jeringa hidrófilaMillex SLLGR04NL4 mm
Sistema de núcleo IPL-4 para pulmón aislado de conejo a cerdo fetal, 230Hugo Sachs Elektronik (HSE)73-4296
Sistema de núcleo IPL-4 para pulmón aislado de conejo a fetal de cerdo, 230 VHugo Sachs Elektronik (HSE)73-4296
Depósito de vidrio encamisado para solución tampón, con frita y tubería, 6.0 LHugo Sachs Elektronik (HSE)73-0322
Circulador termostático Lauda, tipo E-103, 230 V/50 Hz, volumen de baño de 3 L, rango de temperatura de 20 a 150 grados; CHugo Sachs Elektronik (HSE)73-0125
Cánula de aurícula izquierda para conejo con cesta, diámetro exterior 5,9 mmHugo Sachs Elektronik (HSE)73-4162
Transductor de presión arterial de rango bajo P75 para módulo PLUGSYS HugoSachs Elektronik (HSE)73-0020
Sulfato de magnesio heptahidratado, MgSO4· 7H2OJT Baker10034-99-8
Tubo de microcentrífugaCorning430909
Opción de control de ventilación de presión negativa con regulador de presión para IPL-4Hugo Sachs Elektronik (HSE)73-4298
Conejos
PISABENTAL (Pentobarbital sódico)PISAQ-7833-215
Caja PLUGSYS, tipo 603* 7Hugo Sachs Elektronik (HSE)73-0045
Módulo de contador de tiempo PLUGSYS TCMHugo Sachs Elektronik (HSE)73-1750
Módulo amplificador de transductor PLUGSYS (TAM-A)Hugo Sachs Elektronik (HSE)73-0065
Módulo amplificador de transductor PLUGSYS (TAM-D)Hugo Sachs Elektronik (HSE)73-1793
PLUGSYS VCM-4R Módulo de Control de Ventilación con Regulador de PresiónHugo Sachs Elektronik (HSE)73-1755
Cloruro de potasio, KCl.JT Baker3040-01
Fosfato de dihidrógeno de potasio, KH2PO4JT Baker7778-77-0
PROCIN (clorhidrato de xilacina)PISAQ-7833-099
Cánula de arteria pulmonar para conejo con cesta, diámetro exterior 4,6 mmHugo Sachs Elektronik (HSE)73-4161
Cuchillode bisturí
Servocontrolador de serotonina 5-HT
para perfusión (SCPHugo Sachs Elektronik (HSE)73-2806
Tubo de microcentrífuga con tapa a presiónCostar36201,7 mL
Bicarbonato de sodio, NaHCO3sigmaS6014
Cloruro de sodio, NaCl.sigmaS9888
Guantes quirúrgicos Nº 7 1/2
Guantes quirúrgicos Nº 8
Tubos de Taygon CánulaMasterflex
para Conejo, OD 5.0 mmHugo Sachs Elektronik (HSE)73-4163
Falcon de grado absoluto para HPLC Bomba peristáltica Harvard de P-230 (completa con caja de control y accionamiento de motor P-230)Hugo Sachs Elektronik (HSE)70-7001 Neumotacómetro lineal calefactado Rango de flujo de 0 a 10 L/min Hugo Sachs Elektronik (HSE)59-9349 Controlador de calentador para neumotacómetro simple 230 VAC, 50 Hz de Nueva Zelanda Traqueal

Referencias

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  1. Dixon, W. E. Contributions to the physiology of the lungs: Part I. The bronchial muscles, their innervation, and the action of drugs upon them. The Journal of Physiology. 29 (2), 97-173 (1903).
  2. Nelson, K., et al.

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Etiquetas

Modelo de pulm n de conejoFisiolog a pulmonarCoeficiente de filtraci n capilarEdema pulmonarVentilaci n perfusi nPermeabilidad vascularPulm n ex vivoLesi n pulmonar

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