Nous décrivons un modèle murin d’iléus postopératoire généré par manipulation intestinale. La fonction du transit gastro-intestinal, les changements pathologiques et l’activation des cellules immunitaires ont été évalués 24 h après la chirurgie.
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Nous décrivons un modèle murin d’iléus postopératoire généré par manipulation intestinale. La fonction du transit gastro-intestinal, les changements pathologiques et l’activation des cellules immunitaires ont été évalués 24 h après la chirurgie.
La plupart des patients souffrent d’iléus postopératoire (POI) après la chirurgie, ce qui est associé à une augmentation de la morbidité, de la mortalité et du temps d’hospitalisation. Le POI est une conséquence de dommages mécaniques pendant la chirurgie, entraînant une perturbation de la motilité dans le tractus gastro-intestinal. Les mécanismes de l’IOP sont liés à une sensibilité neuronale aberrante, à une altération de la fonction de barrière épithéliale et à une augmentation de l’inflammation locale. Cependant, les détails restent énigmatiques. Par conséquent, les modèles murins expérimentaux sont cruciaux pour élucider la physiopathologie et le mécanisme des lésions POI et pour le développement de nouvelles thérapies.
Ici, nous introduisons un modèle murin de POI généré par manipulation intestinale (IM) qui est similaire à la chirurgie clinique ; Ceci est réalisé par des dommages mécaniques à l’intestin grêle en massant l’abdomen 1 à 3 fois avec un coton-tige. Retard du transit gastro-intestinal IM 24 h après la chirurgie, tel qu’évalué par gavage FITC-dextran et détection par fluorescence du tube digestif segmentaire. De plus, le gonflement tissulaire de la sous-muqueuse et l’infiltration des cellules immunitaires ont été étudiés par coloration à l’hématoxyline et à l’éosine et par cytométrie en flux. Une pression appropriée de l’IM et un effet hyperémique sur l’intestin sont essentiels pour la procédure. Ce modèle murin de POI peut être utilisé pour étudier les mécanismes de lésions intestinales et de récupération après une chirurgie abdominale.
L’iléus postopératoire (POI) est un syndrome qui pose un défi important dans le domaine de la santé humaine, notamment dans la prise en charge des patients subissant une chirurgie abdominale. Caractérisé par une récupération retardée de la motilité gastro-intestinale, le POI contribue à des séjours prolongés à l’hôpital et à une augmentation des coûts des soins de santé, mais il n’existe aucune définition, étiologie ou traitement établi1. Des recherches récentes ont mis en lumière le rôle central des cellules immunitaires dans la progression de POI 2,3,4, mais des recherches supplémentaires sont nécessaires pour élucider les mécanismes sous-jacents impliqués.
Dans ce protocole, nous introduisons un modèle murin de POI induit par la chirurgie intra-abdominale, qui imite étroitement l’impact de la chirurgie abdominale sur le tube digestif. Notre objectif était de fournir une méthode standardisée de modélisation de la POI chez la souris, permettant aux chercheurs d’étudier sa physiopathologie et d’explorer de nouvelles interventions thérapeutiques.
La raison d’être du développement et de l’utilisation de cette technique réside dans le besoin de modèles précliniques fiables pour étudier le POI. Les approches traditionnelles d’étude des POI manquent souvent de pertinence translationnelle ou ne parviennent pas à saisir l’interaction complexe des facteurs contribuant à la maladie. En introduisant un modèle murin qui reproduit fidèlement le scénario clinique, les chercheurs peuvent étudier plus précisément les mécanismes sous-jacents aux POI et tester des interventions thérapeutiques potentielles dans un cadre expérimental contrôlé.
Par rapport aux techniques alternatives, le modèle murin de POI présenté dans ce protocole offre plusieurs avantages. Initialement, nous avons intégré nos résultats expérimentaux aux progrès récents afin d’établir un protocole standardisé et reproductible pour induire des POI chez les animaux de laboratoire. Ce protocole facilite l’évaluation cohérente de la fonction de transit gastro-intestinal. Deuxièmement, l’utilisation de la coloration histologique et de la cytométrie en flux a permis d’évaluer l’enflure des tissus, la prolifération et l’activation des cellules immunitaires, ce qui a permis d’obtenir des informations précieuses sur les processus inflammatoires sous-jacents au POI5.
Dans le contexte plus large de la littérature, l’établissement d’un modèle murin de POI contribue à l’expansion du corpus de recherches visant à comprendre la physiopathologie de cette maladie. En comblant le fossé entre la science fondamentale et la pratique clinique, les modèles précliniques jouent un rôle central dans l’élaboration de nouvelles stratégies thérapeutiques pour le POI6. De plus, la disponibilité de modèles animaux standardisés améliore la reproductibilité et la comparabilité des résultats de recherche entre différents laboratoires. Cependant, ce modèle POI repose sur une stimulation mécanique pendant l’intervention chirurgicale. D’autres formes d’iléus induit par la stimulation peuvent ne pas convenir à ce modèle. De plus, les chercheurs doivent tenir compte de facteurs tels que les réglementations sur le bien-être animal, les considérations éthiques et la disponibilité des ressources lors de la planification d’expériences utilisant ce modèle.
En résumé, l’introduction d’un modèle murin de POI représente une avancée notable dans la recherche préclinique sur cette maladie débilitante. De plus, nous avons utilisé la coloration H&E et la cytométrie en flux pour évaluer l’enflure des tissus et la prolifération et l’activation des cellules immunitaires. L’établissement d’un modèle murin de POI faciliterait la découverte de mécanismes POI et favoriserait le développement de nouvelles thérapies pour le POI.
Les soins aux animaux et les procédures expérimentales ont été menés conformément aux Principes directeurs relatifs au soin et à l’utilisation des animaux (Chine) et ont été approuvés par le Comité d’éthique de l’hôpital de l’amitié de Pékin (n° 20-2056). Des souris C57BL/6 (âgées de 8 à 12 semaines) ont été utilisées pour l’étude.
1. Préparation à l’opération
2. Anesthésie
3. Chirurgie
4. Test de transit gastro-intestinal
5. Enrobage de paraffine et coloration à l’hématoxyline et à l’éosine (HE)
6. Isolement des cellules immunitaires et cytométrie en flux
Dans ce protocole, le POI a été induit chirurgicalement par une manipulation intestinale (MI), ce qui est similaire à l’effet de la chirurgie clinique. Dans le groupe fictif, une incision a été pratiquée sans l’IM. Les souris POI ont été sacrifiées 24 heures après la chirurgie POI avec des souris témoins factices. La fonction critique du tube digestif, la fonction de transit du contenu, a été détectée par gavage de FITC-dextran. Le modèle POI a été considéré comme un succès parce que l’intensité de la FITC a augmenté dans la partie proximale de l’intestin grêle (figure 2B). Les GC moyennes ont été calculées pour quantifier le dysfonctionnement du transit de l’IM et indiquer la cohérence de l’opération (figure 2C).
La coloration à l’EH a indiqué la morphologie des différents segments du tube digestif (Figure 3). La sous-muqueuse et la couche musculaire lisse du duodénum et de l’iléon sont devenues enflées 24 h après l’induction du POI (Figure 3A,B). Par rapport à celles des souris fictives, la coloration HE du duodénum a révélé une augmentation de l’infiltration des cellules immunitaires chez les souris POI (Figure 3A).
L’analyse cytométrique en flux multicolore est la méthode centrale pour analyser la proportion, l’état et la fonction des cellules immunitaires. Le tissu intestinal a été digéré avec de la collagénase et de la désoxyribonucléase et séparé en une suspension unicellulaire pour la cytométrie en flux. La stratégie de déclenchement a été utilisée pour déterminer les proportions de lymphocytes T CD3 et de sous-populations apparentées parmi les LPL (figure 4A). Le marqueur d’activation et d’adhésion CD69 et l’expression des lymphocytes T CD4, des lymphocytes T CD8 et des lymphocytes T gd sont régulés à la hausse chez les souris POI (Figure 4B)7. De même, la proportion de la sous-population CD44+-1+ (marqueur d’activation, de différenciation terminale et d’épuisement) a montré une tendance à la hausse (Figure 4C)7. En plus des lymphocytes, les proportions de sous-ensembles de cellules myéloïdes (neutrophiles, cellules dendritiques et macrophages) sont également augmentées après une chirurgie IM (Figure 4D)8.

Figure 1 : Modèle murin de l’iléus postopératoire. (A) Schéma du modèle murin de l’iléus postopératoire. (B) Fixation de la souris après l’anesthésie et le rasage. (C) L’incision a été exposée et recouverte d’une gaze médicale stérile. (D) Des tubes intestinaux ont été extraits de la cavité abdominale par l’incision abdominale et exposés en les plaçant sur de la gaze stérile. (E) L’ensemble de l’intestin grêle a été exposé à un coton-tige stérile humidifié. (F) La couche musculaire a été fermée par une suture chirurgicale. Veuillez cliquer ici pour voir une version agrandie de cette figure.

Figure 2 : Test de transit gastro-intestinal pour l’évaluation de la fonction du tube digestif. 22,5 h après l’opération, les souris simulacres ou POI ont été gavées avec une solution de FITC-dextran et sacrifiées 90 minutes plus tard. (A) Le tube digestif a été divisé en 15 segments et numéroté en fonction de la position physiologique. (B) Intensité FITC de chaque segment du tube digestif des souris simulacres et POI. (C) Les centres géométriques du FITC-dextran administré ont été calculés et sont représentés sous forme de graphiques de violon. Veuillez cliquer ici pour voir une version agrandie de cette figure.

Figure 3 : Coloration HE représentative de l’intestin grêle chez des souris POI. Coloration HE de coupes transversales du duodénum (A) et de l’iléon (B) de souris simulacres et POI. Barres d’échelle : 100 μm ou 25 μm (image agrandie de l’encart). Veuillez cliquer ici pour voir une version agrandie de cette figure.

Figure 4 : Analyse cytométrique en flux représentative de cellules immunitaires de l’intestin grêle de souris POI. (A) Stratégie de contrôle par cytométrie en flux pour les populations de lymphocytes T à partir des tissus de l’intestin grêle de souris POI 24 h après la chirurgie. (B) Les proportions du marqueur actif des lymphocytes T CD69+ dans les lymphocytes T CD4, les lymphocytes T CD8 et les lymphocytes T gd de l’intestin grêle des souris fictives et des souris POI. (C) Les proportions de marqueurs actifs CD44+-1+ parmi les lymphocytes T CD4, les lymphocytes T CD8 et les lymphocytes T gd dans l’intestin grêle des souris fictives et des souris POI. (D) Les proportions de neutrophiles (Ly6G+ CD11b+), de cellules dendritiques (CD11c+ MHC-II+) et de macrophages (CD11b+ F4/80+) parmi les cellules immunitaires CD45+ Aqua-live de l’intestin grêle de souris simulacres et POI. Le nombre dans chaque panneau représente le pourcentage des types de cellules respectifs. Veuillez cliquer ici pour voir une version agrandie de cette figure.
Le succès de la chirurgie repose sur plusieurs étapes critiques. Tout d’abord, il est impératif de maintenir la cohérence pendant la chirurgie intra-muros intestinale (IM) pour induire des lésions étendues à l’intestin grêle. Une pression appropriée appliquée pendant la procédure IM et l’effet hyperémique qui en résulte sur l’intestin sont cruciaux pour le succès de l’opération. L’observation de l’ensemble du tube digestif devenant rose et affichant des taches hémorragiques rouges après un frottement avec un coton-tige a servi d’indicateur de réussite de l’opération. De plus, le fait de s’assurer que la valeur moyenne de GC reste à environ 5 après la chirurgie indique que le modèle a été réussi par rapport à celui des souris opérées par placebo. L’examen microscopique de l’enflure des tissus dans la sous-muqueuse et de l’infiltration des cellules immunitaires, comme démontré par la coloration de l’EH, constitue également une étape critique pour valider la gravité de l’IOP.
Des modifications au protocole peuvent être nécessaires pour optimiser les résultats ou résoudre les problèmes rencontrés. Par exemple, pour afficher avec précision les changements morphologiques de l’épithélium intestinal, il est recommandé d’intégrer le tissu intestinal avec son contenu à l’aide du fixateur de Carnoy9. Ce protocole d’enrobage unique assure une fixation rapide, essentielle à la préservation de la morphologie des tissus. Cependant, si les objectifs de l’investigateur se concentrent sur l’épithélium ou la lamina propria, il est conseillé d’utiliser la technique de roulage suisse améliorée pour l’enrobage à la cire de la préparation du tissu intestinal10. Cette technique comprime l’espace interspatial du tissu intestinal et assure une direction cohérente des villosités, facilitant ainsi l’intégration de l’ensemble de l’intestin grêle dans un échantillon incrusté de cire.
Malgré son utilité, le protocole a des limites. L’une des limites est la dépendance à l’égard de modèles animaux, qui peuvent ne pas reproduire pleinement la complexité de la physiopathologie humaine. De plus, les variations dans la technique chirurgicale et les réponses individuelles des souris peuvent introduire une variabilité dans les résultats. Selon notre récente étude, l’utilisation d’un opérateur cohérent est un principe important pour réduire la variabilité dépendante de l’opérateur. De plus, Van et al. ont introduit un dispositif fabriqué par eux-mêmes capable d’appliquer un poids spécifique à l’intestin, assurant une pression constante sur l’IM chez différentes souris11. Cette approche s’avère en effet précieuse pour maintenir la cohérence du modèle.
Ce protocole représente une contribution précieuse au domaine en fournissant une méthode standardisée pour induire l’IOP par chirurgie IM chez la souris. En élucidant les étapes critiques et en proposant des modifications pour l’intégration tissulaire et l’isolement des cellules immunitaires, ce protocole améliore la reproductibilité et la fiabilité de la modélisation des POI. L’utilisation de la cytométrieen flux 7,8 pour l’analyse des cellules immunitaires permet une étude complète de la réponse immunitaire sous-jacente à la pathogenèse des POI, complétant ainsi les techniques existantes et élargissant notre compréhension de ce syndrome complexe.
Le protocole présenté ici est prometteur pour la recherche préclinique future axée sur la compréhension et le traitement de l’IOP. En affinant les techniques chirurgicales et en optimisant les méthodes de traitement des tissus, les chercheurs peuvent explorer davantage les mécanismes sous-jacents au développement des POI et identifier de nouvelles cibles thérapeutiques. De plus, la compatibilité du protocole avec la cytométrie en flux permet un profilage immunitaire approfondi, ouvrant ainsi la voie à l’étude d’interventions immunomodulatrices visant à soulager les symptômes du POI. Dans l’ensemble, le protocole jette les bases de l’avancement de nos connaissances sur les POI et de l’élaboration de stratégies thérapeutiques ciblées pour améliorer les résultats pour les patients.
Les auteurs n’ont rien à divulguer.
Nous sommes reconnaissants envers le Centre des animaux de laboratoire, l’Institut de recherche clinique de Pékin et l’Hôpital de l’amitié de Pékin pour les soins qu’ils ont prodigués aux animaux. Ce travail a été soutenu par le Programme national de R&D sur les technologies clés (n° 2015BAI13B09), la Fondation des sciences naturelles de Pékin (n° 7232035), la Fondation nationale des sciences naturelles de Chine (n° 82171823, 82374190) et les jeunes chercheurs distingués de l’Hôpital de l’amitié de Pékin (n° yyqcjh2022-4).
| Nom | Entreprise | Numéro de catalogue | Commentaires |
|---|---|---|---|
| 1 M HEPES | Thermo | 15630080 | |
| APC anti-souris I-A/I-E (MHC-II)Biolegend | 107614 | ||
| APC anti-souris TCRb | Biolegend | 109212 | |
| APC/Cy7 anti-souris CD4 | Biolegend | 100414 | |
| APC/Cy7 anti-souris Ly6G | Biolegend | 127624 | |
| Brilliant Violet 421 anti-souris CD69 | Biolegend | 104545 | |
| Brilliant Violet 421 anti-souris F4/80 | Biolegend | 123132 | |
| Brilliant Violet 785 anti-souris/humain CD44 | Biolegend | 103041 | |
| BUV395 anti-souris CD8a | BD | 563786 | |
| BUV737 anti-souris CD3e | BD | 612771 | |
| Collagénase IV | Sigma-Aldrich | C5138 | |
| Microscope de culture | CKX53 | Olympus | |
| Désoxyribonucléase I du pancréas bovin (DNase I) | Sigma-Aldrich | DN25-5G | |
| DL-Dithiothreitol solution | Sigma-Aldrich | 43816-10ML | |
| EDTA | Sigma-Aldrich | EDS-100G | |
| FITC anti-souris CD45 | Biolegend | ||
| FITC-dextran (70 kWM) | Sigma-Aldrich | FD70-100MG | Gastrointestinal Transit Assay |
| Kit de coloration HE | solarbio | G1120 | |
| PE anti-souris CD11b | Biolegend | 101208 | |
| PE anti-souris-1 | Biolegend | 114118 | |
| PE/Cy7 anti-souris CD11c | Biolegend | 117318 | |
| Percoll | GE (Pharmacia) | 17-0891-01 | |
| Symphony A5 Cytomètre en flux | BD-Immune | détection et tri des cellules | |
| Tribromoéthanol | Sigma-Aldrich | T48402 | Anesthésie |
| Varioskan LUX | Thermo | N16699 | Lecteur de microplaques multimode |
| Zombie Aqua Fixable Kit de viabilité | Biolegend | 423102 | Fluorescent teinture de viabilité ; |
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