Le protocole décrit une méthode réalisable, fiable et reproductible de clampage hilaire pulmonaire gauche qui peut être utilisée pour étudier les lésions d’ischémie-reperfusion pulmonaire dans des modèles murins.
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Article de méthode
Le protocole décrit une méthode réalisable, fiable et reproductible de clampage hilaire pulmonaire gauche qui peut être utilisée pour étudier les lésions d’ischémie-reperfusion pulmonaire dans des modèles murins.
Les lésions d’ischémie-reperfusion (IRI) lors d’une transplantation pulmonaire sont un facteur de risque majeur de complications post-greffe, notamment le dysfonctionnement primaire du greffon, le rejet aigu et chronique et la mortalité. Les efforts déployés pour étudier les fondements de l’IRI ont conduit au développement d’un modèle murin fiable et reproductible de clampage hilaire du poumon gauche. Ce modèle implique une intervention chirurgicale réalisée sur une souris anesthésiée et intubée. Une thoracotomie gauche est pratiquée, suivie d’une mobilisation pulmonaire soigneuse et d’une dissection du hile pulmonaire gauche. La pince hilaire implique une ligature de suture réversible du hile pulmonaire avec un nœud coulant, qui arrête l’entrée artérielle, l’écoulement veineux et le flux d’air à travers la bronche principale gauche. La reperfusion est initiée par un retrait soigneux de la suture. Notre laboratoire utilise 30 min d’ischémie et 1 h de reperfusion pour le modèle expérimental dans les investigations actuelles. Cependant, ces périodes peuvent être modifiées en fonction de la question expérimentale spécifique. Immédiatement avant le sacrifice, des gaz sanguins artériels peuvent être obtenus du ventricule gauche après une période de 4 minutes de clampage hilaire droit pour s’assurer que les valeurs de PaO2 obtenues sont attribuées au poumon gauche blessé seul. Nous décrivons également une méthode pour mesurer l’extravasation cellulaire par cytométrie en flux, qui implique l’injection intraveineuse d’un anticorps marqué au fluorochrome spécifique de la ou des cellules à étudier avant le sacrifice. Le poumon gauche peut ensuite être prélevé pour la cytométrie en flux, l’immunohistochimie congelée ou fixe, l’immunohistochimie intégrée à la paraffine et la réaction en chaîne quantitative par polymérase. Cette technique de clamp hilaire permet d’étudier en détail les mécanismes cellulaires et moléculaires sous-jacents à l’IRI. Les résultats représentatifs révèlent une diminution de l’oxygénation du poumon gauche et des signes histologiques de lésions pulmonaires après clampage hilaire. Cette technique peut être facilement apprise et reproduite par le personnel avec ou sans expérience en microchirurgie, ce qui permet d’obtenir des résultats fiables et cohérents et de servir de modèle largement adoptable pour l’étude de l’IRI pulmonaire.
L’IRI lors de la transplantation d’organe est un facteur de risque majeur de dysfonctionnement primaire du greffon et d’épisodes ultérieurs de rejet du greffon 1,2. Au cours de la transplantation, le temps d’ischémie chaude est défini comme la période de temps entre la clampage aortique croisé du donneur et le début de la perfusion froide et entre le retrait de l’organe de la glace et l’implantation de l’organe. Le temps de stockage au froid est défini comme la période de temps entre le début de la perfusion froide et le retrait de l’organe de la glace3. L’ischémie chaude est plus délétère pour la fonction ultérieure des organes que l’ischémie froide 4,5,6, et ses mécanismes sous-jacents justifient une étude plus approfondie dans des modèles précliniques. De plus, la transplantation d’organes par don après mort cardiaque (DCD) est associée à des temps ischémiques chauds plus longs que le don traditionnel après mort cérébrale (DBD)7. Bien que l’utilisation de donneurs de TDC puisse élargir le bassin de donneurs et augmenter l’utilisation des poumons, d’autres études précliniques sont nécessaires pour évaluer les effets de l’ischémie chaude sur la fonction pulmonaire post-greffe. Ci-dessous, nous décrivons un modèle d’IRI chaud chez la souris via la pince hilaire pulmonaire gauche.
Plusieurs modèles animaux de clampage hilaire pulmonaire ont été développés et adaptés au cours des dernières années et peuvent inclure l’utilisation d’un clamp microvasculaire atraumatique 8,9,10,11,12,13, d’un garrot de Rumel14,15 ou d’une ligature de suture16 comme la pince hilaire. L’essentiel de la pince hilaire est qu’elle doit être réversible et causer peu ou pas de dommages aux structures hilaires afin que la reperfusion puisse être réalisée. Ici, nous décrivons notre technique de clamp hilaire chez la souris qui consiste en une ligature de suture réversible du hile pulmonaire gauche avec un nœud coulant. Cette méthode obstrue l’entrée artérielle pulmonaire, l’écoulement veineux et le flux d’air entrant et sortant de la bronche principale. Le principal avantage d’un noeud coulant par rapport à une pince vasculaire, un clip ou un garrot est que la poitrine peut être fermée pendant des périodes prolongées d’ischémie, minimisant ainsi la perte de liquide insensible et de chaleur chez la souris. Nous fournissons un protocole pour obtenir des mesures fiables des gaz du sang artériel (ABG) et pour mesurer l’extravasation cellulaire après le clampage hilaire.
Cette technique de clamp hilaire occupe une place importante dans l’étude plus large de la transplantation pulmonaire. Par rapport aux modèles animaux de transplantation pulmonaire orthotopique, la technique de clamp hilaire peut isoler les effets de l’IRI sans l’ajout d’un traumatisme anastomotique chirurgical ou d’une allogénicité17. De plus, la technique de la pince hilaire peut être maîtrisée plus facilement et plus rapidement que la greffe de poumon de souris. En fait, en utilisant des techniques de pince hilaire, plusieurs mécanismes importants dans la pathogenèse de l’IRI ont été identifiés au cours de la dernière décennie, tels que TLR4, NADPH oxydase et le récepteurde l’adénosine A2A 14,18,19,20. Dans le protocole suivant, nous présentons une méthode fiable, enseignable et reproductible de clampage hilaire comme outil pour étudier l’IRI pulmonaire.
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Toutes les études ont été approuvées par le comité institutionnel de protection et d’utilisation des animaux de la faculté de médecine de l’Université de Washington. Les animaux ont reçu des soins sans cruauté conformément au Guide pour le soin et l’utilisation des animaux de laboratoire, 8e édition21 préparé par la National Academy of Sciences et publié par les National Institutes of Health, et aux Principes de soins aux animaux de laboratoire formulés par la National Society for Medical Research.
1. Anesthésie et intubation
2. Thoracotomie
3. Application de la pince hilaire
4. Libération de la pince hilaire
5. Évaluation ABG
REMARQUE : Si une mesure de l’ABG est souhaitée, il est préférable de l’obtenir par aspiration sanguine artérielle à partir du ventricule gauche. Pour s’assurer que l’ABG ne reflète que la fonction pulmonaire gauche, ce sang artériel doit être prélevé après environ 4 minutes de clampage du hile droit22,23, pendant laquelle seul le poumon gauche effectue l’oxygénation et la ventilation.
6. Injection intraveineuse d’anticorps pour la mesure de l’extravasation cellulaire
REMARQUE : Cette technique peut être utilisée pour déterminer l’extravasation cellulaire par injection intraveineuse d’anticorps marqués au fluorochrome dans la VCI avant le sacrifice, suivie d’une analyse cytométrique en flux, comme publié précédemment18. En bref, les neutrophiles intravasculaires peuvent être distingués des neutrophiles interstitiels à l’aide d’anticorps anti-Ly6G spécifiques des neutrophiles. L’anti-Ly6G marqué à la fluorescéine isothiocyanate (FITC-marked) (clone 1A8) est injecté par voie intraveineuse 5 minutes avant le sacrifice, ce qui permet de marquer les neutrophiles intravasculaires circulants. La concentration de l’anticorps FITC-Ly6G utilisée est de 100 ng dilués dans 200 μL de solution saline tamponnée au phosphate. Ensuite, après la préparation d’une suspension unicellulaire à partir du poumon gauche pour la cytométrie en flux, tous les neutrophiles sont marqués avec l’anti-Ly6G marqué à l’allophycocyanine (APC) (clone 1A8). Ainsi, les neutrophiles APC-Ly6G+FITC-Ly6G+ sont intravasculaires tandis que les neutrophiles APC-Ly6G+FITC-Ly6G- sont extravasculaires ou interstitiels. Cette technique peut être adaptée aux monocytes avec des anticorps anti-Ly6C, aux lymphocytes B avec des anticorps anti-CD19, par exemple.
7. Coloration histologique (H&E)
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Après clampage hilaire gauche, la pression partielle d’oxygénation dans le sang artériel (PaO2) attribuée au poumon gauche est de ~100 mmHg, significativement plus faible par rapport aux ~500 mmHg après thoracotomie simulée (Figure 7A, n = 6-7). Il convient de noter que des thoracotomies simulées ont été réalisées chez des souris B6 avec une mesure ABG prise après 4 minutes de clampage hilaire droit, représentant des valeurs attribuées au poumon gauche seul. La coloration H&E ...
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Nous décrivons une technique de clamp hilaire qui implique l’application d’un nœud coulant sur le hile gauche qui obstrue l’artère et les veines pulmonaires et les bronches pour induire une ischémie chaude suivie d’une reperfusion. Après le clampage hilaire, le poumon gauche peut être prélevé pour diverses techniques expérimentales telles que l’histologie, la cytométrie en flux, le séquençage en vrac ou sur cellule unique et la réaction en chaîne quantitative par polymérase. De plus, le sang et la rate peuvent être utili...
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Les auteurs ne signalent aucune divulgation pertinente.
Ce travail n’a reçu aucune subvention spécifique d’un organisme de financement des secteurs public, commercial ou à but non lucratif.
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| Nom | Entreprise | Numéro de catalogue | Commentaires |
|---|---|---|---|
| Medications | |||
| 10 % povidone-iode solution | Aplicare | NDC 52380-0126-2 | Pour |
| Buprénorphine 1,3 mg/mL | Fidelis Animal Health | NDC 86084-100-30 | Pour le contrôle de la douleur |
| Carprofène | Cronus Pharma | NDC 69043-027-18 | Pour le contrôle de la douleur |
| Héparine 1000 unités/mL | Sagent | NDC 25021-404-01 | Pour l’obtention du sang artériel |
| Isoflurane 1 %-1,5 | Sigma Aldrich | 26675-46-7 | Pour l’anesthésie Chlorhydrate |
| kétamine 100 mg/mL | Vedco | NDC 50989-996-06 | Pour l’anesthésie |
| Puralube Vet pommade oculaire | Medi-Vet.com | 11897 | Pour prévenir la dessiccation oculaire |
| Xylazine 20 mg/mL | Akorn | NDC 59399-110-20 | Pour le contrôle de la douleur |
| Tools and Instruments | |||
| Argent High Temp Fine Tip Cautery Pen | McKesson | 231 | Pour coaguler les vaisseaux sanguins |
| Pince à moustiques incurvée | Fine Science Tools | 13009-12 | Pour intervention chirurgicale |
| Pince fine incurvée | Outils de science fine | 11274-20 | procédure |
| Ciseaux fins | Outils de science | 15040-11 | Pour l’intervention chirurgicale |
| Installation de la pince d’intubation | Outils de science fine | 18374-44, 18144-30 | Pour tenir la souris verticalement par la langue pendant l’intubation. Voir la figure supplémentaire 1A. |
| Écarteurs de côtes magnétiques | Outils scientifiques fins | 18200-01, 18200-10 | Pour la rétraction de la thoracotomie. Le fixateur magnétique et l’écarteur doivent être reliés par un tube en micro latex ci-dessous. |
| Fibre optique en plastique de qualité optique sans gaine, 500&mu ; m | Edmund Optics | 02-532 | Pour fabriquer l’introducteur pour le tube endotrachéal. Voir la figure supplémentaire 1B. Une longueur de 1,5 pouce de cette fibre optique doit avoir un morceau de ruban de soie fixé à une extrémité. Il peut ensuite être utilisé comme introducteur pour la sonde endotrachéale. L’extrémité de l’introducteur doit être légèrement incurvée. |
| Tondeuse Power Pro Ultra | Oster | 078400-020-001 | Pour couper |
| les cheveux Ciseaux | Fine Science Tools | 14370-22 | Pour l’intervention chirurgicale |
| Coussin chauffant pour petits animaux | K& H Pet Products | Thermo-Peep Coussin chauffant | Pour maintenir la normothermie |
| Ventilateur pour petits animaux | Harvard Appareil | 55-0000 | Pour la ventilation (TV 0,35 cc, PEEP 1 cm H2O, RR 100-105/min, FiO2 100 %) |
| Spearit Micro Latex Rubber Tubing (1/8 po de diamètre extérieur, 1/16 po de diamètre intérieur) | Amazon.com | https://www.amazon.com/Rubber-Tubing-CONTINUOUS-Select-Length/dp/B00H4MT7V0?th=1 | Pour la rétraction de thoracotomie |
| Profil statistique Prime Critical Care Analyseur de gaz du sang | Nova Biomedical | https://novabiomedical.com/prime-plus-critical-care-blood-gas-analyzer/index.php?gad=1&gclid=Cj0KCQjwmICoBhDx ARIsABXkXlInZX--R3ezBkc304nS_GVGI9Z2T3Esr33 2aM8WGPiUVhicPQZ Wj2AaAqhDEALw_wcB ; ; | Pour la rétraction de la thoracotomie |
| Pince droite | Fine Science Tools | 13008-12 | Pour les interventions chirurgicales |
| Pinces droites Fine | Science Tools | 91113-10 | Pour les interventions chirurgicales |
| Microscope chirurgical | Wild Heerbrugg | n’est plus produit | Pour l’intubation et les interventions chirurgicales ; recommander le remplacement par des microscopes chirurgicaux Leica |
| Supplies | |||
| Seringue ½ ; cc avec aiguille ½ ; pouce 29G | McKesson | 942665 | Pour l’injection intrapéritonéale de kétamine/xylazine |
| frac12 ; aiguille 31G sur une seringue à tuberculine de 1 cc | McKesson | 16-SNT1C2705 | Pour l’aspiration du sang artériel du ventricule gauche |
| Cathéter IV 1 pouce 20G | Terumo | SROX2025CA | Pour tube endotrachéal (ETT) |
| Soie de 1 pouce bande | Durapore | 3M ID 7100057168 | Pour coller ETT sur le nez et pour sécuriser les membres |
| Seringue 3/10 cc avec aiguille 5/16 pouce 31G | McKesson | 102-SN310C31516P | Pour l’injection d’anticorps dans la veine cave inférieure |
| Suture monofilament 6-0 sur une aiguille P-10 | McKesson | S697GX | Pour la fermeture de la thoracotomie, de la couche musculaire et de la peau |
| Cravate en soie 6-0 | Surgical Specialties Look | SP102 | Pour faire un noeud coulant pour pince hilaire |
| Applicateurs pointus en coton | Solon | 56225 | Pour manipuler le poumon et pour la dissection contondante |
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