Trasplante hepático ortotópico exitoso en ratones mediante angiografía por microtomografía computarizada
September 22nd, 2023
En este protocolo, discutimos la implementación de un modelo de trasplante hepático ortotópico (OLT) exitoso en ratones. Además, también se discuten los adyuvantes para analizar más a fondo la permeabilidad del aloinjerto después de una OLT exitosa en un ratón, específicamente utilizando exploraciones de microtomografía computarizada (microCT).
El trasplante es a menudo la única terapia eficaz para la enfermedad de órganos en etapa terminal. Para comprender los complejos mecanismos inherentes a la lesión del trasplante hepático, se han desarrollado modelos robustos de trasplante de pequeños animales para recapitular la fisiología y la fisiopatología de la lesión del aloinjerto. Será necesario desarrollar estrategias innovadoras para interrogar en profundidad las vías mecanicistas implicadas en la lesión tisular observada en el trasplante y ampliar el grupo de donantes.
El uso de ratones para estudiar el trasplante es vital, ya que permite el uso de líneas de ratones transgénicos y editados genéticamente para estudiar el papel de vías moleculares específicas en la fisiopatología de la lesión del aloinjerto. Hay una serie de desafíos técnicos con el trasplante de hígado de ratón, incluido el pequeño diámetro de la anastomosis vascular y el riesgo posterior de trombosis que conduce al fracaso del aloinjerto. Si bien se han empleado muchas tecnologías, como la angiografía por ultrasonido, la tomografía por microcomputadora tiene ventajas, incluida la capacidad de obtener imágenes de alta resolución de la anastomosis vascular en todo el abdomen.
Estos estudios se pueden realizar longitudinalmente para evaluar la permeabilidad vascular y la profusión del hígado a lo largo del tiempo. Existen muchos desafíos para realizar estudios de microangiografía por tomografía computarizada precisos y claros en roedores. Hemos encontrado que el uso de la compuerta cardíaca y el ajuste de las concentraciones de isoflurano para disminuir la frecuencia respiratoria producen las imágenes más claras.
También hemos descubierto que la utilización de la sincronización de contraste específica de los roedores para fases específicas también ha mejorado la visualización.
Visión general
Este protocolo describe un modelo para el trasplante hepático ortotópico (THO) exitoso en ratones, enfocándose en el uso de tomografías computarizadas microscópicas (microCT) para analizar la permeabilidad del aloinjerto después del trasplante.
Componentes clave del estudio
Área de la ciencia
- Biología del trasplante
- Modelos de animales pequeños
- Imágenes de tomografía computarizada microscópica
Antecedentes
- El trasplante es una terapia crítica para la enfermedad orgánica en etapa terminal.
- Los modelos de ratones son esenciales para estudiar los mecanismos de lesión del aloinjerto.
- La microCT ofrece imágenes de alta resolución para evaluar la anastomosis vascular.
- Existen desafíos técnicos en la realización del trasplante hepático en ratones.
Propósito del estudio
- Desarrollar un modelo confiable para el THO en ratones.
- Utilizar microCT para evaluar la permeabilidad del aloinjerto.
- Abordar los desafíos en las técnicas de imagen y cirugía.
Métodos utilizados
- Trasplante hepático ortotópico en ratones.
- Imágenes de microCT para evaluación vascular.
- Gating cardíaco y ajustes de iso fluorina para imágenes más claras.
- Protocolo quirúrgico detallado para la obtención y trasplante del hígado.
Principales resultados
- Implementación exitosa del THO en un modelo de ratón.
- MicroCT proporcionó imágenes claras de estructuras vasculares.
- Las técnicas refinadas mejoraron la calidad de las imágenes y la evaluación del aloinjerto.
- Se identificaron pasos clave en los procedimientos quirúrgicos para mejorar las tasas de éxito.
Conclusiones
- El modelo establecido es efectivo para estudiar el trasplante hepático.
- La microCT es una herramienta valiosa para monitorear la permeabilidad del aloinjerto.
- El refinamiento continuo de las técnicas mejorará los estudios futuros.
Preguntas frecuentes
Executive Industry Relevance
MicroCT angiography in orthotopic liver transplantation (OLT) mouse models enables high-resolution, non-terminal assessment of vascular anastomosis, supporting mechanistic de-risking and target validation in transplantation research. This imaging approach enhances predictive confidence in allograft patency and facilitates longitudinal studies without sacrificing valuable animal models. The method is strategically positioned to inform early discovery and preclinical decision points in transplantation-focused R&D portfolios.
Strategic Applications in Biopharma R&D
Early Discovery & Target Validation
- Enables interrogation of molecular pathways involved in allograft injury using genetically modified mouse models.
- Supports functional validation of vascular anastomosis and graft patency in real time.
- Facilitates mechanistic de-risking by allowing repeated, non-lethal imaging of the same subject.
- Improves predictive confidence for downstream therapeutic evaluation in transplantation biology.
Screening & Assay Development
- Provides validated, high-fidelity imaging outputs for quantitative assessment of vascular integrity.
- Standardizes evaluation of technical success in surgical models, supporting reproducibility.
- Enables scalable, longitudinal monitoring of therapeutic interventions in preclinical studies.
- Prepares robust biological systems for compound screening and efficacy assessment.
Translational & Preclinical Research
- Aligns with disease-relevant models for studying organ transplantation and injury mechanisms.
- Supports continuity from discovery through preclinical validation by enabling repeated measurements.
- Reduces biological risk by providing early, quantitative readouts of graft function.
- Facilitates risk-adjusted advancement decisions for transplantation-focused therapeutics.
Pipeline & Workflow Integration
This protocol integrates from early discovery through preclinical validation, enabling hypothesis testing, pathway clarification, and biological de-risking in transplantation research.
- Discovery Biology: Supports mechanistic studies of allograft injury and vascular patency using genetically engineered models.
- Screening: Delivers reproducible, quantitative imaging outputs for technical and therapeutic evaluation.
- Analytics: Provides high-resolution, 3D vascular reconstructions for comparative analysis across experimental conditions.
- Translational Research: Enables longitudinal, non-terminal assessment of graft function, supporting biomarker alignment.
- Enterprise Reuse: Establishes a reusable imaging and surgical workflow for diverse transplantation studies.
Operational & Enterprise Impact
- Scientific Value: Enhances predictive confidence and target validation in transplantation models.
- Operational Value: Standardizes imaging and surgical protocols for reproducibility and scalability.
- Strategic Value: Informs go/no-go decisions and reduces late-stage biological risk in transplantation R&D.
- Portfolio Impact: Supports risk-adjusted prioritization and advancement of transplantation-focused assets.
Implementation Considerations
- Requires expertise in microsurgery and small animal anesthesia.
- Demands access to microCT imaging systems with cardiac gating and advanced reconstruction capabilities.
- Necessitates cross-team standardization of imaging parameters and surgical techniques.
- Adaptation may be needed for different organ systems or animal models.
- Imaging quality depends on precise control of anesthesia and contrast timing.
Biopharma FAQs
Chapters in this video
0:00
Introduction
1:39
Midline Laparotomy Surgery in Donor Mice for Orthotopic Liver Transplantation
4:16
Midline Laparotomy Surgery in Recipient Mice for Orthotopic Liver Transplantation
6:45
Mouse MicroCT Angiography Imaging to Evaluate Allograft Patency and Durability of Anastomoses After Liver Transplantation
