Aquí, describimos la preparación y los detalles técnicos del trasplante de corazón heterotópico murino utilizando un corazón de donante de muerte circulatoria.
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Artículo de método
Aquí, describimos la preparación y los detalles técnicos del trasplante de corazón heterotópico murino utilizando un corazón de donante de muerte circulatoria.
El objetivo de este protocolo es establecer un modelo de trasplante cardiaco heterotópico en rata con donación de corazones de donantes tras la muerte circulatoria (DCD). Hay dos configuraciones para este protocolo: configuración del donante de corazón y configuración del receptor. En la configuración de donantes de corazón, las ratas Sprague Dawley están anestesiadas, intubadas endotraquealmente y ventiladas. Se canulada la arteria carótida derecha para administrar heparina y el agente paralizante bromuro de vecuronio. El proceso de DCD se inicia terminando la ventilación. Después de 20 minutos, se expone el corazón y se pinza la aorta distal a la rama braquiocefálica. A los 25 minutos de terminar el ventilador, se perfunde una solución helada de la Universidad de Wisconsin (UW) a través del catéter carotídeo para enjuagar el corazón. El corazón se obtiene dividiendo la aorta, la arteria pulmonar, las venas cavas y las venas pulmonares y se almacena en una solución UW para su implantación. En la configuración receptora, la rata Lewis se anestesia con isoflurano. La buprenorfina de liberación lenta se administra por vía subcutánea para facilitar una recuperación postoperatoria sin problemas. A través de una incisión abdominal en la línea media, se aísla la aorta infrarrenal y la vena cava inferior y se pinza con una pinza vascular atraumática. La aorta cardíaca y la arteria pulmonar del donante se suturan a la aorta abdominal y la vena cava del receptor, respectivamente, con un 8-0 consecutivo Prolene. Se retira la pinza vascular para reperfundir el corazón. Se cierra la pared abdominal y se recupera la rata. Después de un intervalo establecido (24 h a 2 semanas), se anestesia la rata receptora, se expone el corazón trasplantado y se inserta un catéter con punta de balón en el ventrículo izquierdo a través del ápice para registrar la presión desarrollada y dP/dt utilizando un sistema de adquisición de datos. El tejido cardíaco se recolecta para histología, inmunología o análisis molecular. Un modelo exitoso de trasplante de corazón en ratas con donantes de DCD permitirá realizar más estudios sobre los enfoques cardioprotectores para mejorar los resultados del trasplante de corazón de donantes de DCD.
Un modelo animal pequeño de trasplante de corazón (HTx) es fundamental para realizar investigaciones que estudien las condiciones fisiopatológicas que afectan al corazón trasplantado. La HTx heterotópica en un modelo murino, tal y como la describe Oto y Lindsey, ha permitido a los investigadores estudiar los cambios fisiopatológicos observados en las condiciones de isquemia y reperfusión1. Tradicionalmente, los corazones de los donantes para trasplantes se han obtenido de donantes de corazón latente, también conocidos como donantes de donación después de la muerte cerebral (DBD); sin embargo, ha habido un aumento desproporcionado en el número de pacientes que necesitan HTx2. Más recientemente, los corazones de donantes de muerte circulatoria, también conocidos como donantes de donación después de la muerte circulatoria (DCD), se han utilizado para trasplantes en entornos experimentales3. La principal distinción entre los corazones de donantes con DBD y DCD es que, en este último, los corazones están sujetos a diferentes duraciones de isquemia, lo que impide su uso en la práctica rutinaria de HTx.
La literatura previamente descrita sobre la HTx heterotópica murina solo ha utilizado las condiciones de donantes de corazón latiendo 4,5,6. El trasplante cardíaco heterotópico con DCD requiere modificaciones sutiles, sin las cuales el corazón trasplantado no latirá7. Este protocolo tiene como objetivo compartir con los lectores una técnica refinada de DCD HTx en ratas. La isquemia miocárdica global es innata a la donación de órganos con DCD. Un montaje experimental que imita la isquemia miocárdica global ha sido estudiado solo en el montaje ex vivo 5. Es posible que los hallazgos de los estudios ex vivo no se apliquen al trabajo de DCD HTx, ya que existen diferencias significativas entre los modelos de isquemia global in vivo (DCD) y ex vivo 5. Los resultados, o la falta de ellos, de las intervenciones para mitigar la isquemia miocárdica por reperfusión en modelos ex vivo pueden no ser reproducibles en el modelo DCD HTx. Por lo tanto, es esencial simular el DCD HTx humano en un modelo animal, cuyos hallazgos pueden tener un mayor valor traslacional. El modelo DCD HTx descrito aquí permitirá al investigador simular de cerca el DCD HTx clínico y brindará la oportunidad de mitigar la lesión por reperfusión a través de intervenciones tanto en el corazón del donante como en el receptor. Tras la recuperación de la rata receptora, la función, la histopatología y la inmunología del corazón trasplantado se pueden estudiar a intervalos variables desde el momento del trasplante.
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Todos los experimentos con animales se llevaron a cabo de acuerdo con las directrices institucionales y la Guía para el Cuidado y Uso de Animales de Laboratorio, publicada por los Institutos Nacionales de Salud (Publicación de los NIH n.º 86-23, revisada en 2011)8. Los siguientes procedimientos fueron aprobados por el Comité Institucional de Cuidado y Uso de Animales de la Virginia Commonwealth University. Todos los procedimientos se realizaron siguiendo las directrices de la OSHA (Administración de Seguridad y Salud Ocupacional) y las técnicas estériles recomendadas9. Las ratas Sprague Dawley se alojaron bajo humedad controlada a una temperatura de 23 °C y ciclos de luz y oscuridad de 12 h.
1. Montaje del laboratorio
NOTA: Asigne un espacio dedicado para realizar cirugías de supervivencia de roedores estériles con un microscopio quirúrgico. Mantener la temperatura ambiente del quirófano lo más cálida posible; El uso de almohadillas térmicas tanto para la cirugía como para el proceso de recuperación es esencial para mantener la temperatura corporal de la rata receptora.
2. Preparación in vivo de donantes de DCD en ratas
3. Trasplante de corazón heterotópico DCD en rata in vivo
4. Recuperación y seguimiento
5. Obtención y trasplante del corazón latiendo de control
6. Evaluación de la función cardíaca trasplantada:
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De 24 h a 14 días después del trasplante de corazón heterotópico, se puede reabrir el abdomen y exponer el corazón para medir la presión desarrollada por el ventrículo izquierdo. Se inserta un catéter con punta de balón en el ventrículo izquierdo del corazón DCD (o CBD) para medir la presión desarrollada (DP), la presión máxima +dP/dt y la min −dP/dt. En la figura 7 se muestra un ejemplo de la DP, +dP/dt y −dP/dt esperadas de un corazón con DCD en comparación con un corazón con CBD 24 h desp...
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Para que un HTx heterotópico de rata DCD tenga éxito, es fundamental que se establezca una configuración meticulosa y reflexiva del experimento. La configuración detallada tiene en cuenta varios factores, entre ellos: 1) la selección de ratas jóvenes como donantes de DCD, 2) el uso de isoflurano como agente anestésico de elección, 3) la administración efectiva de la cardioplejia al corazón del donante, 4) el almacenamiento del corazón del donante en una solución helada, 5) la limitación ...
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Los autores de este manuscrito no tienen conflictos de interés que revelar.
Este trabajo fue apoyado por una Beca de Revisión al Mérito otorgada al Dr. Mohammed Quader (1I01 BX003859) y fondos del Pauley Heart Center a Mohammed Quader y al Dr. Stefano Toldo.
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| Nombre | Empresa | Número de catálogo | Comentarios |
|---|---|---|---|
| Sutura de nylon 5-0 monofilamento de poliamida | Aros Surgical | SP17A05N-45 | |
| 5-0 sutura de seda | Surgical Specialties | SP116 | |
| 8-0 sutura monofilamento | Aros Surgical | T06A08N14-13 | |
| Autoclave | Steris | Amsco Lab 250 | |
| BD Jeringa de insulina con aguja desmontable Jeringas de 1 mL Fisher | Scientific | 14-820-28 | |
| BD Jeringa con puntas Luer-Lok (sin aguja) Jeringas de 10 | mL Fisher Scientific | 14-823-16E | |
| Belzer Solución de almacenamiento en frío de la Universidad de Wisconsin | Bridge to Life Northbrook IL EE. UU | Adenosina 1,34 g/L, Alopurinol 0,136 g/L, Glutatión 0,922 g/L, Ácido lactobiónico (como lactona) 35,83 g/L, Sulfato de magnesio heptahidratado 1,23 g/L, Pentafracción 50 g/L, Hidróxido de potasio 5,61 g/L, fosfato de potasio monobásico 3,4 g/L, rafinosa pentahidratada 17,83 g/L | |
| Buprenorfin SR Lab | Zoopharm LLC | ||
| Debakey pinza vascular multiángulo pediátrica atraumática | Aesculap | F341T | |
| Exel International Safelet I.V. Catéteres 14 G | Fisher Scientific | 14-841-10 | |
| Exel International Safelet Desechable I.V. Catéteres 22 G | Fisher Scientific | 14-841-20 | |
| Catéter Fogarty tamaño 4F | Edwands Lifesciences | 120404F | |
| Pinzas con puntas curvas | Preciso Quirúrgico & Corporación de Instrumentos Científicos | ASSI.228 | |
| Bomba de calefacción Gaymar | Braintree Scientific, Braintree, MA, EE. UU | . TP700 | |
| Germinador-500 | Braintree Scientific | ||
| Inyección de heparina sódica, USP 1,000 U/mL | Pfizer | NDC 0069-0137-01 | |
| Microtijeras de iris con puntas rectas | Quirúrgico preciso & Corporación de Instrumentos Científicos | ASSI.5253 | |
| Isoflurano USP | Patterson NDC Veterinario | 14043070406 | |
| Ketamina HCl 100 mg/mL | Henry Schein | NDC 6745710810 | |
| Lidocaína HCl 2% | Aspen Veterinario | 07-892-4325 | |
| McKesson General Medical 6IN Q-TIPS 2STER WOOD 100/PACK | Fisher Scientific | NC0650323 | estéril aplicadores de punta de algodón |
| Microtijeras, puntas en ángulo recto y curvas | Braintree Scientific | SC-MS 154 | |
| Portaagujas | Accurate Surgical & Corporación de Instrumentos Científicos | ASSI. BSL158 | con el mecanismo de bloqueo retirado |
| Solución salina normal | Baxter Infusion suministra Estación | ||
| PowerLab | AD Instruments, Denver, CO | sistema de adquisición de datos | |
| Hidróxido de sodio/ácido | ajuste la solución a pH 7.4 | ||
| Sprague Dawley ratas | macho, 8– 16 semanas de edad, < 400 g de peso | ||
| Microscopio quirúrgico | Leika | Modelo M525 F40 | |
| Surgicel | Ethicon | hemostático absorbible | |
| Sonda de temperatura Therma Waterproof Tipo T Medidor de termopar de alta precisión | Thermoworks | THS-232-107 | |
| Pinzas con punta de alta precisión | Excelta | 17-456-109 | |
| Bromuro de | vecuronioSigma-Aldrich | PHR1627 | diluido en PBS para 100 mg/mL |
| Ventelite | Harvard Apparatus, Holliston, MA, USA | ||
| Xylazine 100 mg/mL | Pivetal Anased | NDC 04606675002 |
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