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Article de méthode

Système de perfusion pulmonaire isolé dans le modèle de lapin

3.8K vues

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DOI :

10.3791/62734

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15 juillet 2021

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Dans cet article

Résumé

La préparation pulmonaire isolée du lapin est un outil de référence dans la recherche pulmonaire. Cette publication vise à décrire la technique telle que développée pour l’étude des mécanismes physiologiques et pathologiques impliqués dans la réactivité des voies respiratoires, la préservation des poumons et la recherche préclinique dans la transplantation pulmonaire et l’œdème pulmonaire.

Résumé

Le système de perfusion pulmonaire isolé a été largement utilisé dans la recherche pulmonaire, contribuant à élucider le fonctionnement interne des poumons, à la fois micro et macroscopique. Cette technique est utile dans la caractérisation de la physiologie et de la pathologie pulmonaires en mesurant les activités métaboliques et les fonctions respiratoires, y compris les interactions entre les substances circulatoires et les effets des substances inhalées ou perfusées, comme dans les tests de drogues. Alors que les méthodes in vitro impliquent le tranchage et la culture de tissus, le système de perfusion pulmonaire ex vivo isolé permet de travailler avec un organe fonctionnel complet rendant possible l’étude d’une fonction physiologique continue tout en recréant la ventilation et la perfusion. Cependant, il convient de noter que les effets de l’absence d’innervation centrale et de drainage lymphatique doivent encore être pleinement évalués. Ce protocole vise à décrire l’assemblage de l’appareil pulmonaire isolé, suivi de l’extraction chirurgicale et de la canulation des poumons et du cœur à partir d’animaux de laboratoire expérimentaux, ainsi qu’à afficher la technique de perfusion et le traitement du signal des données. La viabilité moyenne du poumon isolé varie entre 5 et 8 h; pendant cette période, la perméabilité capillaire pulmonaire augmente, provoquant un œdème et des lésions pulmonaires. La fonctionnalité du tissu pulmonaire préservé est mesurée par le coefficient de filtration capillaire (Kfc), utilisé pour déterminer l’étendue de l’œdème pulmonaire dans le temps.

Introduction

Brodie et Dixon ont décrit pour la première fois le système de perfusion pulmonaire ex-vivo en 1903 1. Depuis lors, il est devenu un outil de référence pour étudier la physiologie, la pharmacologie, la toxicologie et la biochimie des poumons2,3. La technique offre un moyen cohérent et reproductible d’évaluer la viabilité des greffes de poumons et de déterminer l’effet des médiateurs inflammatoires tels que l’histamine, les métabolites de l’acide arachidonique et la substance P, entre autres, ainsi que leurs interactions lors de phénomènes pulmonaires tels que la bronchoconstric....

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Protocole

Le système de perfusion isolé dans le modèle de lapin a été largement utilisé dans le laboratoire d’hyperréactivité bronchique de l’Instituto Nacional de Enfermedades Respiratorias. Le protocole inclut les lapins néo-zélandais d’un poids approximatif de 2,5 à 3 kg. Tous les animaux ont été gardés dans des conditions de vivarium standard et nourris ad libitum conformément aux directives officielles mexicaines pour les animaux de laboratoire (NOM 062-ZOO-1999) et au Guide pour le soin et l’utilisation des animaux de laboratoire (8e édition, 2011). Toutes les procédures animales et les méthodes de soins aux animaux présentées dans ce protocole ont été....

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Résultats

Le système de perfusion pulmonaire isolé permet la manipulation d’organes pour la biopsie, la collecte d’échantillons de perfusion et la collecte de données en temps réel de paramètres physiologiques. Le système isolé peut être utilisé pour tester de nombreuses hypothèses impliquant différentes fonctions et phénomènes pulmonaires, de l’activité métabolique et enzymatique à la formation d’œdème et aux périodes de conservation pour les greffes pulmonaires.

La figure 1

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Discussion

Ce travail présente une vue d’ensemble du système de perfusion pulmonaire isolé, une technique essentielle dans la recherche en physiologie pulmonaire. Le système de perfusion pulmonaire isolée offre un grand degré de polyvalence dans ses utilisations et permet l’évaluation de plusieurs paramètres pertinents dans le test d’un large éventail d’hypothèses15. Un système pulmonaire isolé est un outil présent dans le monde entier qui, au cours de la dernière décennie, a encore établi sa pertinence pour.......

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Déclarations de divulgation

Les auteurs ne déclarent aucun conflit d’intérêts.

Remerciements

Les auteurs tiennent à remercier la Ph.D. Bettina Sommer Cervantes pour son soutien dans la rédaction de ce manuscrit, et Kitzia Elena Lara Safont pour son soutien avec les illustrations.

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Matériaux

Liste des matériaux utilisés dans cet article
NomEntrepriseNuméro de catalogueCommentaires
Tube Tygon E-Lab à 2 arrêts, diamètre intérieur 3,17 mm, 12/paquet, noir/blancHugo Sachs Elektronik (HSE)73-1864
Adaptateur pour ventilation à pression positive sur IPL-4Hugo Sachs Elektronik (HSE)73-4312
Adaptateur pour ventilation à pression positive sur IPL-4Hugo Sachs Elektronik (HSE)73-4312
Alimentation alternative en gaz sans pression pour IPL-4 : Pour alimenter la trachée avec un mélange gazeux différent de l’air ambiant pendant la ventilation négativeHugo Sachs Elektronik (HSE)73-4309
Unité de base pour le lapin au fœtus porc Poumon perfusé isoléHugo Sachs Elektronik (HSE)73-4138
Sérum bovin A2 :D41albumine poudre lyophiliséesigma3912500 g
Chlorure de calcium, CaCl2· ; 2H2O.JT Baker10035-04-8
Flacons cryogéniquesCorning4306592 mL
de D-glucosa, C6H12O6.sigmaG5767
Sonde différentielle basse pression DLP2.5, Portée +- 2,5 cmH2O, Connecteur HSEHugo Sachs Elektronik (HSE)73-3882
Sonde de pression différentielle MPX, Portée +- 100 cmH2O, Connecteur HSEHugo Sachs Elektronik (HSE)73-0064
Eppendorf
tubes Ethanol tubes absolus HPLCCaledon
Falcon14 mL
Pompe péristaltique Harvard P-230 (complète avec boîtier de commande et entraînement du moteur P-230)Hugo Sachs Elektronik (HSE)70-7001
Pneumotachymètre linéaire chauffé Plage de débit de 0 à 10 L/minHugo Sachs Elektronik (HSE)59-9349
Contrôleur de chauffage pour pneumotachymètre simple 230 VAC, 50 HzHugo Sachs Elektronik (HSE)59-9703
HéparinePISA5000 UI
Colonne HPLC (C18 100A 5U)Alltech98121213150 mm x 4,6 mm
Filtre à seringue hydrophileMillexSLLGR04NL4 mm
IPL-4 Système de noyau pour poumon isolé de lapin à fœtus de porc, 230Hugo Sachs Elektronik (HSE)73-4296
IPL-4 Système central pour poumon isolé de lapin à fœtus de porc, 230 VHugo Sachs Elektronik (HSE)73-4296
Réservoir en verre chemisé pour solution tampon, avec fritte et tube, 6,0 LHugo Sachs Elektronik (HSE)73-0322
Circulateur thermostatique Lauda, type E-103, 230 V/50 Hz, volume de bain de 3 L, plage de température 20 à 150 °C ; CHugo Sachs Elektronik (HSE)73-0125
Canule de l’oreillette gauche pour lapin avec panier, OD 5,9 mmHugo Sachs Elektronik (HSE)73-4162
Transducteur de pression artérielle à plage basse P75 pour module PLUGSYSHugo Sachs Elektronik (HSE)73-0020
Sulfate de magnésium heptahydraté, MgSO4· ; 7H2OJT Baker10034-99-8
Tube de microcentrifugationCorning430909
Option de contrôle de ventilation à pression négative avec régulateur de pression pour IPL-4Hugo Sachs Elektronik (HSE)73-4298
Lapins
PISABENTAL (Pentobarbital sodique)PISAQ-7833-215
Boîtier PLUGSYS, Type 603* 7Hugo Sachs Elektronik (HSE)73-0045
temps PLUGSYSTCM Hugo Sachs Elektronik (HSE)73-1750
transducteur PLUGSYS (TAM-A)Hugo Sachs Elektronik (HSE)73-0065
transducteur PLUGSYS (TAM-D)Hugo Sachs Elektronik (HSE)73-1793
PLUGSYS VCM-4R Module de contrôle de la ventilation avec régulateur de pressionHugo Sachs Elektronik (HSE)73-1755
Chlorure de potassium, KCl.JT Baker3040-01
Dihydrogénophosphate de potassium, KH2PO4JT Baker7778-77-0
PROCIN (Xylacine clorhydrate)PISAQ-7833-099
Canule artère pulmonaire pour lapin avec panier, OD 4.6 mmHugo Sachs Elektronik (HSE)73-4161
Couteauscalpel
Servocontrôleur de sérotonine 5-HT
pour la perfusion (SCPHugo Sachs Elektronik (HSE)73-2806
Snap Cap Microcentrifuge TubeCostar36201,7 mL
Bicarbonate de sodium, NaHCO3sigmaS6014
Chlorure de sodium, NaCl.sigmaS9888
Gants chirurgicaux n° 7 1/2
Gants chirurgicaux n° 8
Tubes TaygonCanule trachéale Masterflex
pour lapin, OD 5,0 mmHugo Sachs Elektronik (HSE)73-4163
de Nouvelle-Zélande Module compteur de Module amplificateur de Module amplificateur de

Références

  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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Réimpressions et autorisations

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