Name: Exploración de soluciones alternativas de perfusión utilizando portadores de oxígeno basados en hemoglobina polimerizada de próxima generación en un modelo de perfusión pulmonar ex vivo en ratas (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2024-06-14T14:10:00.000+00:00
Duration: 9 min 47 s
Description: Aprende a evaluar soluciones de perfusión pulmonar ex vivo utilizando hemoglobina polimerizada en un modelo de rata. Este método mejora la preservación de órganos donantes y amplía el pool de donantes disponibles.

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<meta charset="utf8"></head><body>Avance del trasplante pulmonar con perfusión basada en polihHb en modelos EVLP de ratas

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<li>Peel, J. K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Determining+the+impact+of+ex+vivo+lung+perfusion+on+hospital+costs+for+lung+transplantation%3A+A+retrospective+cohort+study%5BTitle%5D)+AND+%22J+Heart+Lung+Transpl%22%5BJournal%5D)">Determining the impact of ex vivo lung perfusion on hospital costs for lung transplantation: A retrospective cohort study.</a> J Heart Lung Transpl. 42 (3), 356-367 (2023).</li>
<li>Warnecke, G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Normothermic+ex+vivo+preservation+with+the+portable+Organ+Care+System+Lung+device+for+bilateral+lung+transplantation+%28INSPIRE%29%3A+a+randomised%2C+open-label%2C+non-inferiority%2C+phase+3+study%5BTitle%5D)+AND+%22Lancet+Respir+Med%22%5BJournal%5D)">Normothermic ex vivo preservation with the portable Organ Care System Lung device for bilateral lung transplantation (INSPIRE): a randomised, open-label, non-inferiority, phase 3 study.</a> Lancet Respir Med. 6 (5), 357-367 (2018).</li>
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<li>Park, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Initial+investigation+on+the+feasibility+of+porcine+red+blood+cells+from+genetically+modified+pigs+as+an+alternative+to+human+red+blood+cells+for+transfusion%5BTitle%5D)+AND+%22Front+Immunol%22%5BJournal%5D)">Initial investigation on the feasibility of porcine red blood cells from genetically modified pigs as an alternative to human red blood cells for transfusion.</a> Front Immunol. 14, 1298035(2023).</li>
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</ol>

<table><tbody><tr><td>Jeringa de insulina de 10 cc Aguja de 29 G x 1/2"</td><td>B-D</td><td>309301</td><td></td></tr><tr><td>30 L Vidrio Batch Biorreactor</td><td>Ace Glass</td><td></td><td></td></tr><tr><td>30g Aguja</td><td>Med Needles</td><td>BD-305106</td><td></td></tr><tr><td>Baytril (enrofloxacina) Tabletas Antibacterianas</td><td>Elanco</td><td>NA</td><td></td></tr><tr><td>Cloruro de calcio dihidratado (CaCl2.2H2O)</td><td>Sigma Aldrich</td><td>10035-04-8</td><td>Para el lactato de Ringer modificado</td></tr><tr><td>Amplificador de puente de frecuencia portadora CFBA tipo 672</td><td>Harvard Apparatus 731747</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Connect kit D150</td><td>Cole-Parmer</td><td>&nbsp; VK 73-3763</td><td></td></tr><tr><td>Dumont #5 Pinzas</td><td>Herramientas de ciencia fina</td><td>11252-50</td><td></td></tr><tr><td>Pinzas Dumont Medical #5/45 - Angulado 45°;</td><td>Herramientas de Fine Science</td><td>11253-25</td><td></td></tr><tr><td>Ecoline Star Edition 003, E100 Calentador de agua</td><td>Lauda</td><td>LCK 1879</td><td></td></tr><tr><td>Unidades de leuco-glóbulos rojos caducadas, empaquetadas y leucoreducidas</td> humanas <td>Wexner Medical Center Canadian Blood Services Zen-Bio Inc</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Fiberoxygenator D150</td><td>Hugo Sachs Elektronik</td><td>PY2 73-3762</td><td></td></tr><tr><td>Pinzas</td><td>Herramientas de Fine Science</td><td>11027-12</td><td></td></tr><tr><td>Glutaraldehído (C5H8O2 70 % en peso)</td><td>Sigma Aldrich</td><td>111-30-8 (G7776)</td><td></td></tr><tr><td>Halsted-Mosquito Hemostat</td><td>Roboz Surgical</td><td>RS-7112</td><td></td></tr><tr><td>Heparina 30.000 unidades por 30 ml</td><td>APP Pharmaceuticals</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Albúmina sérica humana (HSA)</td><td>OctaPharma Plasma</td><td></td><td>Aditivo de perfusión</td></tr><tr><td>IL2 Juego de tubos para perfusar</td><td>Aparato de Harvard</td><td>733842</td><td></td></tr><tr><td>Sistema básico de perfusión pulmonar IPL-2</td><td>Aparato</td><td></td><td></td>de</tr><tr><td>Harvard Ketamina 500 mg por 5 ml</td><td>JHP Pharmaceuticals</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Cánula de aurícula izquierda</td><td>Aparato Harvard</td><td>730712</td><td></td></tr><tr><td>Liqui-Cel Serie EXF G420 Contactor de membrana</td><td>3M</td><td>G420</td><td>contactor de gas</td></tr><tr><td>solución de glucosa de dextrano bajo en potasio (perfadex)</td><td>Solución XVIVO</td><td></td><td>que lava el pulmón</td></tr><tr><td>Tubo recubierto de platino Masterflex (Tamaño: 73,17,16,24)</td><td>Cole-Palmer</td><td></td><td></td></tr><tr><td>N-acetil-L-cisteína (NALC, C5H9NO3S)</td><td>Sigma Aldrich</td><td>616-91-1 (A7250)</td><td>Para lactato de Ringer modificado</td></tr><tr><td>Nalgene Vasos ( 10L, 20L)</td> <td>Bomba</td> peristáltica de <td>recipientes de filtración</td>Nalgene <td></td></tr><tr><td>&</td><td>nbsp; Ismatec</td><td>&nbsp; ISM 827B</td><td></td></tr><tr><td>PES, 0,65 y micro; m Módulo TFF</td><td>Repligen</td><td>N02-E65U-07-N</td><td></td></tr><tr><td>PhysioSuite</td><td>Kent Scientific Corporation</td><td>PS-MSTAT-RT</td><td></td></tr><tr><td>polietersulfona (PES), 0,2 y micro; m Módulo TFF</td><td>Repligen</td><td>N02-S20U-05-N</td><td></td></tr><tr><td>Polisulfona (PS), 500 kDa Módulo TFF</td><td>Repligen</td><td>N02-P500-05-N</td><td></td></tr><tr><td>Cloruro de potasio (KCl)</td><td>Fisher Scientific</td><td>7447-40-7</td><td>para PBS</td></tr><tr><td>PowerLab 8/35</td><td>&nbsp; Instrumentos</td><td>730045</td><td></td></tr><tr><td>cánula de la arteria pulmonar</td><td>Aparato Harvard</td><td>730710</td><td></td></tr><tr><td>Tubo de cabeza de bomba (tamaño: 73,17,16,24)</td><td>PharMed BPT</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Puralube&nbsp; Ungüento oftálmico</td><td>Dechra</td><td>NA</td><td></td></tr><tr><td>Tijeras</td><td>Herramientas de ciencia fina</td><td>14090-11</td><td></td></tr><tr><td>SCP Servocontrolador para perfusión tipo 704</td><td>Aparato Harvard</td><td>732806</td><td></td></tr><tr><td>Ventilador para animales pequeños modelo 683</td><td>Aparato Harvard</td><td>55-000</td><td></td></tr><tr><td>Cloruro de sodio (NaCl)</td><td>Fisher Scientific</td><td>7647-14-5 (S271-10)</td><td>Para PBS y solución salina</td></tr><tr><td>Cianoborohidruro de sodio (NaCNBH3)</td><td>Sigma Aldrich</td><td>25895-60-7</td><td></td></tr><tr><td>Ditionito de sodio (Na2S2O4)</td><td>Sigma Aldrich</td><td>7775-14-6</td><td></td></tr><tr><td>Hidróxido de sodio (NaOH)</td><td>Fisher Scientific</td><td>1310-73-2</td><td>Para lactato</td></tr> <tr><td>de Ringer modificadoLactato de sodio (NaC3H5O3)</td><td>Sigma Aldrich</td><td>867-56-1</td><td>Para lactato de Ringer modificado</td></tr><tr><td>Fosfato de sodio dibásico (Na2HPO4)</td><td>Fisher Scientific</td><td>7558-79-4</td><td>para PBS</td></tr><tr><td>Fosfato de sodio monobásico (NaH2PO4)</td><td>Fisher Scientific</td><td>7558-80-7</td><td>para</td></tr><tr><td>PBS SomnoSuite Sistema de anestesia para animales pequeños</td><td>Kent Scientific Corporation</td><td>SS-MVG-Module</td><td></td></tr><tr><td>Sprague-Dawley ratas</td><td>Envigo</td><td></td><td></td></tr><tr><td>TAM-A módulo amplificador tipo 705/1</td><td>Aparato</td><td>de Harvard 73-0065</td><td></td></tr><tr><td>Amplificador de transductor TAM-D tipo 705/2</td><td>Aparato de Harvard</td><td>&nbsp; 73-1793</td><td></td></tr><tr><td>Módulo de control de tiempo TCM tipo 686</td><td>Aparato Harvard</td><td>731750</td><td></td></tr><tr><td>Cánula traqueal</td><td>Aparato Harvard</td><td>733557</td><td></td></tr><tr><td>Juego de tubos para cámara húmeda</td><td>Aparato Harvard</td><td>&nbsp; 73V83157</td><td></td></tr><tr><td>Casete de tubo</td><td>Cole-Parmer</td><td>IS 0649</td><td></td></tr><tr><td>Pinza #5 Dumostar</td><td>Kent Scientific Corporation</td><td>&nbsp; Pinza INS500085-A</td><td></td></tr><tr><td>#5 de acero inoxidable, curvada</td><td>Kent Scientific Corporation</td><td>Pinza de IND500232</td><td></td></tr><tr><td>#7 Titanio</td><td>Kent Scientific Corporation</td><td>&nbsp; </td><td></td>INS600187</tr><tr><td>Tygon E-3603 Tubo de 2,4 mm de diámetro interno</td><td>Aparato de Harvard 721017</td><td></td><td>línea de perfusión que ingresa al pulmón</td></tr><tr><td>Tygon E-3603 Tubo de 3,2 mm de diámetro interno</td><td>de 721019 línea</td><td></td> de <td>perfusión</td></tr> de Harvard que sale del pulmón <tr><td>Vannas-Tubingen Tijeras de resorte Herramientas</td> de ciencia <td>fina</td><td>15008-08</td><td></td></tr><tr><td>Módulo de control de ventilador VCM tipo 681</td><td>Aparato de Harvard</td><td>731741</td><td></td></tr><tr><td>William's E Media</td><td>Gibco, ThermoFisher Scientific</td><td>A12176-01</td><td>Aditivo perfusivo</td></tr><tr><td>Xilacina 100 mg por 1 ml</td><td>Akorn</td><td></td><td></td></tr></tbody></table>

exploración de soluciones alternativas de perfusión utilizando portadores de oxígeno basados en hemoglobina polimerizada de próxima generación en un modelo de perfusión pulmonar ex vivo en ratas

Exploring Alternative Perfusion Solutions Using Next-Generation Polymerized Hemoglobin-Based Oxygen Carriers in a Model of Rat Ex Vivo Lung Perfusion

En la Figura 10 se demuestra la validación de nuestra perfusión basada en PolyhHb y, además, la estabilidad de esta perfusión durante varias horas. Durante la primera 1 h, todas las perfusionadas probadas (PolyhHb, Control (Williams Media + 5% HSA), basadas en RBC) mostraron una ligera disminución de LA pO2 (Post pO2). Sin embargo, la perfusión basada en glóbulos rojos mostró una disminución significativa a 1 h en comparación con el polihHb (p &lt; 0,05). Cuando se probaron durante las siguientes horas, tanto las perfusiones de PolyhHb como las de control tuvieron una LA pO2 estable, mientras que la PolyhHb tuvo una tendencia no significativa (p &gt; 0,05) depO2 más alta (Figura 10A). Delta pO2, es decir, el cambio en la pO2 de LA desde PA pO2, nuevamente disminuyó significativamente a 1 h en el grupo de perfusión de glóbulos rojos (p &lt; 0,05), mientras que se mantuvo estable en las perfusiones PolyhHb y Control con una tendencia no significativa (p &gt; 0,05) de mayorpO2 en el grupo de PolyhHb (Figura 10B). El LA pCO2 fue significativamente menor en la perfusión de glóbulos rojos y en la perfusión de control en comparación con la perfusión de PolyhHb después de la primera hora (p &lt; 0,05), y esto se mantuvo durante las siguientes horas cuando se compararon la perfusión de PolyhHb y la de control (Figura 10C). Finalmente, el delta pCO2 (es decir, el cambio en el pCO2 de PA pCO2) aumentó significativamente en la perfusión de glóbulos rojos después de 1 h (p &lt; 0,05), y después de varias horas permaneció estable tanto en la perfusión de PolyhHb como en la de control (Figura 10D).
Los datos fisiológicos pulmonares en tiempo real recogidos a través del software de adquisición proporcionan información complementaria a los niveles de gas de perfusión (Figura 11). La resistencia vascular pulmonar (RVP) volvió a mostrar que la perfusión de glóbulos rojos aumentó significativamente durante la primera hora (p &lt; 0,05). Durante las horas restantes, tanto la perfusión de PolyhHb como la de control tuvieron una PVR estable y baja (Figura 11A). El cambio en el peso pulmonar también aumentó significativamente en la perfusión de glóbulos rojos durante la primera hora (p &lt; 0,05) y aumentó tanto en la perfusión de PolyhHb como en la de control durante las horas restantes, con un peso ligeramente mayor en la perfusión de PolyhHb (Figura 11B). Finalmente, la distensibilidad disminuyó significativamente en el grupo de perfusión de glóbulos rojos dentro de la primera hora (p &lt; 0,05), mientras que hubo una disminución no significativa en la perfusión de PolyhHb y control (p &gt; 0,05), siendo PolyhHb la que presentó la mayor distensibilidad después de 4 h (Figura 11C).
En términos de éxito y/o fracaso técnico (Figura 12), es importante destacar varias cosas. En la figura 12A podemos ver el fracaso del aloinjerto debido a una necrosis del lóbulo superior derecho debido a un posible coágulo dentro de la vasculatura pulmonar. En la Figura 12B, observamos un edema tisular severo dentro del lóbulo derecho también, lo que lleva al fracaso experimental. La Figura 12C-E muestra la preservación y apariencia adecuada del tejido dentro de las condiciones experimentales respectivas. Finalmente, en la Figura 12F, podemos ver la preservación ideal del tejido después del lavado con una solución de preservación pulmonar.
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/66702/66702fig01.jpg"> Figura 1: Síntesis y purificación de PolyhHb a escala piloto. (A) Biorreactor para polimerización. (B) Los procesos de filtración de flujo tangencial (TFF) se configuran en un refrigerador a 4 °C. (C) Primer plano de la configuración paralela de TFF para el lavado de glóbulos rojos (RBC) y la purificación de la hemoglobina (Hb). (D) Primer plano del sistema TFF de la serie de dos etapas para la purificación de PolyhHb. Los recipientes para las etapas uno y dos están ubicados a la izquierda y a la derecha de los filtros, respectivamente. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/66702/66702fig01large.jpg" target="_blank">Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.</a>
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/66702/66702fig02.jpg"> Figura 2: Descripción general del circuito de perfusión pulmonar ex vivo (EVLP). (A) Dibujo esquemático del circuito EVLP. (B) Colocación in vivo de cánula de arteria pulmonar y cánula auricular izquierda. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/66702/66702fig02large.jpg" target="_blank">Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.</a>
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/66702/66702fig03.jpg"> Figura 3: Instrumental quirúrgico utilizado para la perfusión pulmonar ex vivo. A) Sutura de seda. (B) Pinzas de punta fina (longitud media). (C) Pinzas de punta fina (longitud larga). (D) Pinzas curvas de punta fina. (E) Tijeras de mayo. F) Cánula traqueal. (G) Cánula de la arteria pulmonar (AP). (H) Cánula auricular izquierda (LA). (I) Retractores de caja torácica. (J) Tijeras de resorte. (K) Pinzas DeBakey. (L) Hemostático. (M) Tijeras pequeñas. (N) Pinzas pequeñas curvas de punta fina. (O) Pick-ups Adson. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/66702/66702fig03large.jpg" target="_blank">Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.</a>
<img alt="Figure 4" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/66702/66702fig04.jpg"> Figura 4: Posicionamiento quirúrgico y exposición de la vena cava inferior (VCI). (A) Posicionamiento de la rata para la obtención de pulmón. (B) Exposición de la VCI infrahepática. (C) Canular la VCI e inyectar heparina con una aguja de 27G. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/66702/66702fig04large.jpg" target="_blank">Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.</a>
<img alt="Figure 5" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/66702/66702fig05.jpg"> Figura 5: Canulación de la tráquea con el tubo endotraqueal (ET). (A) Comience cortando la piel del área del cuello. (B) Diseccionar los músculos de la correa y el tejido conectivo para exponer la tráquea. (C) Hacer una incisión transversal en la tráquea anterior entre los anillos cartilaginosos lo suficientemente grandes para el tubo endotraqueal. (D) Inserte el tubo endotraqueal en la tráquea y asegúrelo en su lugar con sutura de seda. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/66702/66702fig05large.jpg" target="_blank">Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.</a>
<img alt="Figure 6" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/66702/66702fig06.jpg"> Figura 6: Colocación de la cánula de la arteria pulmonar. (A) Exposición de la cavidad torácica para visualizar el corazón y los pulmones. (B) Identificar la AP y aislarla. (C) Colocación de sutura alrededor de PA. (D) Cortar un pequeño orificio en el tracto de salida del ventrículo derecho (TSVD) para la cánula de PA. (E) Colocación adecuada de la cánula de PA dentro de la PA . <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/66702/66702fig06large.jpg" target="_blank">Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.</a>
<img alt="Figure 7" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/66702/66702fig07.jpg"> Figura 7: Lavado de los pulmones con solución de conservación. (A) Conexión de la cánula de descarga a la cánula de la arteria pulmonar (AP). (B) Debe salir líquido transparente de la aurícula izquierda (LA). (C) Conectar la cánula de PA al circuito de perfusión pulmonar ex vivo para garantizar el flujo y la colocación adecuados de la cánula de PA. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/66702/66702fig07large.jpg" target="_blank">Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.</a>
<img alt="Figure 8" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/66702/66702fig08.jpg"> Figura 8: Colocación de la cánula auricular izquierda (AI). Dilatar suavemente el anillo de la válvula mitral con un par de pinzas. (B) Colocación sin apretar una sutura de seda alrededor del ventrículo izquierdo (VI). Colocación de la cánula AI dentro de la aurícula izquierda. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/66702/66702fig08large.jpg" target="_blank">Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.</a>
<img alt="Figure 9" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/66702/66702fig09.jpg"> Figura 9: Extracción del bloqueo corazón-pulmón. (A) Ligadura del esófago por debajo del hemostático. (B) La disección libera el bloqueo corazón-pulmón de la columna vertebral. (C) Disección libre de la tráquea. (D) Conexiones adecuadas y colocación de cánula de perfusión pulmonar ex vivo (EVLP). <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/66702/66702fig09large.jpg" target="_blank">Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.</a>
<img alt="Figure 10" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/66702/66702fig10.jpg"> Figura 10. Perfundir los niveles de gas con el tiempo. (A) Post pO2, es decir, aurícula izquierda (LA)pO 2, durante una perfusión de 4 h. (B) Delta pO2, es decir, el cambio en la pO2 de la LA de la arteria pulmonar (PA) pO2 durante una perfusión de 4 h. (C) Post pCO2, es decir, LA pO2, durante una perfusión de 4 h. (D) Delta pCO2, es decir, el cambio en el LA pO2 de PA pO2 durante una perfusión de 4 h. El azul representa la perfusión de PolyhHb, el negro representa la perfusión de control (medio estándar de William) y el rojo representa la perfusión basada en RBC. N=6 por grupo. Las barras de error indican la desviación estándar. La significación se evaluó mediante una prueba T de Student y se denota con un *, p &lt; 0,05. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/66702/66702fig10large.jpg" target="_blank">Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.</a>
<img alt="Figure 11" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/66702/66702fig11.jpg"> Figura 11. Datos fisiológicos pulmonares en tiempo real. (A) Resistencia vascular pulmonar (RVP) durante 4 h de reperfusión. (B) Cambio (denotado por Δ) en el peso pulmonar a lo largo del tiempo. (C) Cumplimiento durante 4 h de reperfusión. El azul representa la perfusión de PolyhHb, el negro representa la perfusión de control (medio estándar de William) y el rojo representa la perfusión basada en RBC. N=6 por grupo. Las barras de error indican la desviación estándar. La significación se evaluó mediante una prueba T de Student y se denota con un *, p &lt; 0,05. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/66702/66702fig11large.jpg" target="_blank">Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.</a>
<img alt="Figure 12" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/66702/66702fig12.jpg"> Figura 12: Resultados técnicos representativos. (A) Fracaso del injerto por infarto de lóbulo superior derecho. (B) Fracaso del injerto debido a un edema severo del lóbulo derecho. (C) Canulación y perfusión exitosas de aloinjerto pulmonar con perfusión de glóbulos rojos. (D) Canulación y perfusión exitosas de aloinjerto pulmonar con perfusión de PolyhHb. (E) Canulación y perfusión exitosas de aloinjerto pulmonar con perfusato estándar. (F) Preservación ideal del tejido después del lavado con solución de preservación pulmonar. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/66702/66702fig12large.jpg" target="_blank">Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.</a>

Exploración de soluciones alternativas de perfusión utilizando portadores de oxígeno basados en hemoglobina polimerizada de próxima generación en un modelo de perfusión pulmonar ex vivo en ratas

Lung transplantation is hampered by the lack of suitable donors. Previously, donors that were thought to be marginal or inadequate were discarded. ...

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