Un modèle de néphrectomie souris 5/6ème qui induit la cardiomyopathie et urémique expérimentale
7 novembre 2017
Ce manuscrit fournit une intervention chirurgicale en deux étapes détaillées pour effectuer la néphrectomie partielleth 5/6 de la souris (PNx) avec ligature du pôle. Quatre semaines après la chirurgie, par rapport aux souris opérés, les souris PNx développé la fibrose cardiaque, hypertrophie cardiaque, anémie, insuffisance rénale et une diminution de la fonction cardiaque systolique et diastolique.
L’objectif global de cette procédure est de mettre en place un modèle simple de néphrectomie partielle à cinq sixièmes chez la souris avec ligature polaire avec un meilleur taux de survie que les modèles traditionnels. Cette méthode peut aider à répondre à des questions clés dans le domaine des maladies rénales chroniques sur le développement et le traitement thérapeutique potentiel de la cardiomyopathie urémique. Le principal avantage de cette technique est qu’il s’agit d’un modèle animal facile et constamment reproductible qui imite la pathologie de l’insuffisance rénale chronique chez les patients humains.
En général, les personnes qui ne connaissent pas cette méthode auront des difficultés en raison des reins, des vaisseaux sanguins et des uretères beaucoup plus petits de la souris. Commencez par confirmer le niveau de sédation approprié en ne répondant pas au pincement des orteils et en appliquant un lubrifiant sur les yeux de la souris. Placez la souris sur un coussin chauffant et insérez un thermomètre rectal pour maintenir la température corporelle autour de 37 degrés Celsius pendant la procédure.
Ensuite, placez l’animal sur son côté droit et rasez les poils sur la zone chirurgicale. Retirez tous les poils restants avec une crème dépilatoire et désinfectez la peau exposée avec une solution de polyhydroxy dine et de l’éthanol à 70 %. Alignez un linge chirurgical en autoclave sur le site de l’opération.
Et faites une incision lombaire d’environ un centimètre à travers la peau et les tissus musculaires. À l’aide du scalpel et de la pince, séparez le muscle et le fascia pour exposer le rein gauche. Ensuite, utilisez de petites pinces émoussées pour tirer doucement sur la graisse périrénale afin d’extraire le rein de la cavité abdominale.
Taquinez doucement le tissu conjonctif et la glande surrénale de l’extrémité supérieure du rein vers le pylore moyen de l’organe où les vaisseaux sanguins entrent et sortent du tissu rénal. Isolez l’uretère autour de la moitié inférieure du rein dans le tissu conjonctif et séparez doucement le tissu conjonctif du rein pour vous assurer que l’uretère n’est pas ligaturé. Il est essentiel de séparer soigneusement le tissu conjonctif afin que l’uretère ne soit pas endommagé et ne saigne pas.
Isolez l’uretère autour de la moitié inférieure du rein dans le tissu conjonctif. Ensuite, utilisez trois fils de suture en soie zéro pour ligaturer le rein à environ 0,4 centimètre de la partie supérieure, vers le milieu du pylore et à 0,4 centimètre de la partie inférieure vers le pylore. Lorsque vous resserrez les sutures, appliquez juste assez de tension pour compromettre l’apport sanguin à la partie distale du rein sans provoquer de saignement d’un côté ou de l’autre.
Si aucun saignement n’est observé après deux minutes, ramenez doucement le rein à son emplacement anatomique d’origine et utilisez quatre sutures zéro et trois sutures zéro pour fermer les couches musculaires et cutanées respectivement. Ensuite, appliquez une pommade antibiotique sur la zone chirurgicale et logez la souris individuellement avec une lampe chauffante et une surveillance jusqu’à ce que le décubitus sternal se couche. Sept jours après la ligature polaire, exposez le rein droit comme nous venons de le démontrer.
Utilisez une pince émoussée pour dégager la graisse et le tissu conjonctif environnants, et placez sans serrer deux sutures en soie autour de l’artère rénale et de la veine. Taquinez doucement le tissu conjonctif et la glande surrénale de l’extrémité supérieure du rein vers le pylore moyen. En déplaçant doucement l’uretère de l’extrémité inférieure du tissu, décollez tous les vaisseaux ensemble sans provoquer de saignement.
Ensuite, déplacez un nœud de ligature lâche vers le côté de l’aorte abdominale et le deuxième nœud lâche vers le côté rénal. Et attachez la ligature de l’aorte abdominale avec des nœuds doubles. Un nœud solide changera la couleur du rein droit.
Faites le deuxième nœud de ligature avec des nœuds doubles, en laissant des espaces entre les nœuds pour que les vaisseaux puissent être coupés, et coupez les vaisseaux rénaux. Après avoir retiré le rein, fermez les couches musculaires et cutanées comme nous venons de le démontrer. Ensuite, séchez le rein avec de la gaze stérile et pesez le tissu rénal prélevé.
Quatre semaines après la chirurgie, les souris ayant subi une néphrectomie partielle présentent des taux significativement plus élevés de cyctatine C, de créatinine et d’azote uréique dans le sang dans le plasma par rapport aux animaux ayant subi une chirurgie fictive. L’anémie stimulée par néphrectomie partielle est également apparente, comme en témoignent les taux d’hématocrite significativement plus faibles chez les animaux ligaturés polaires. L’hypertrophie cardiaque et la dysfonction diastolique chez les souris partiellement néphrectomisées sont indiquées par une augmentation du rapport cœur/poids corporel et par une analyse échocardiographique transthoracique qui révèle des augmentations significatives de l’épaisseur des parois postérieure et antérieure, de l’indice de performance myocardique et de l’indice de masse du ventricule gauche.
La fibrose cardiaque médiée par néphrectomie partielle est également démontrée par une augmentation de l’expression du collagène de type 1 dans les homogénats du ventricule gauche et les homogénats rénaux restants. De plus, le stress oxydant joue un rôle important dans la cardiomyopathie urémique expérimentale, stimulant de manière significative la modification directe de la carbonylation des protéines de plusieurs protéines et l’activation de la tyrosine-protéine kinase proto-oncogène dans l’homogénat du ventricule gauche. Une fois maîtrisée, cette technique peut être réalisée en 40 minutes si elle est correctement exécutée.
Lors de cette procédure, il est important de ne pas oublier de vérifier le rythme respiratoire de l’animal et d’ajuster les isofluranes au besoin. Après cette procédure, d’autres expériences, comme la comparaison des effets de traitements médicamenteux spécifiques sur la récupération d’une néphrectomie partielle, peuvent être réalisées pour répondre à des questions traditionnelles sur des traitements thérapeutiques spécifiques d’intérêt. Après son développement, cette technique a ouvert la voie aux chercheurs dans le domaine de l’insuffisance rénale chronique pour explorer la pathologie et le dépistage potentiel des médicaments dans la cardiomyopathie urémique.
Après avoir regardé cette vidéo, vous devriez avoir une bonne compréhension de la configuration d’un modèle de néphrectomie partielle chez la souris.
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Aperçu
Ce manuscrit décrit une procédure chirurgicale en deux étapes pour réaliser une néphrectomie partielle (PNx) de 5/6e chez la souris avec ligature polaire. Ce modèle vise à améliorer les taux de survie par rapport aux méthodes traditionnelles et permet d'étudier la maladie rénale chronique et la cardiomyopathie urémique.
Composantes clés de l'étude
Domaine scientifique
- Néphrologie
- Cardiologie
- Techniques chirurgicales
Contexte
- La maladie rénale chronique est un problème de santé important.
- La cardiomyopathie urémique est une complication fréquente de la maladie rénale.
- Les modèles animaux existants présentent des limites en matière de taux de survie.
- Cette étude vise à établir un modèle plus efficace pour la recherche.
Objectif de l'étude
- Développer un modèle murin fiable de néphrectomie partielle à 5/6.
- Étudier les effets de l'insuffisance rénale chronique sur la fonction cardiaque.
- Fournir des éléments de compréhension sur des approches thérapeutiques potentielles.
Méthodes utilisées
- Anesthésie murine et confirmation de la sédation.
- Application d'un lubrifiant pour protéger les yeux.
- Utilisation d'un coussin chauffant pour maintenir la température corporelle.
- Surveillance des signes vitaux pendant l'intervention chirurgicale.
Résultats principaux
- Les souris PNx présentaient une fonction rénale altérée par rapport aux souris opérées de manière factice.
- Le développement d'une anémie et d'une hypertrophie cardiaque a été observé.
- Une fibrose cardiaque et une diminution de la fonction cardiaque ont été notées.
- Le modèle reproduit efficacement la pathologie humaine de la maladie rénale chronique.
Conclusions
- Le modèle de néphrectomie en deux étapes est reproductible et efficace.
- Ce modèle peut faciliter la recherche sur la cardiomyopathie urémique.
- Les taux de survie améliorés renforcent son utilité pour les études futures.
Questions fréquemment posées
Pertinence industrielle pour les cadres
Ce modèle fournit un système reproductible pour étudier la progression de la maladie rénale chronique vers la cardiomyopathie urémique, une comorbidité majeure dans les évaluations de sécurité et d'efficacité des médicaments. Il permet une détection mécanistique des risques cardiovasculaires chez les populations présentant une insuffisance rénale, soutenant ainsi une validation précoce des cibles et une prédiction fiable lors de l'optimisation des candidats. L'utilité de ce modèle pour quantifier le dysfonctionnement cardiaque et la fibrose correspond aux besoins de criblage préclinique pour les candidats cardioprotecteurs chez les patients atteints de maladie rénale chronique.
Applications stratégiques en R-D biopharmaceutique
Découverte précoce et validation de cibles
- Valeur scientifique : Permet l'interrogation d'hypothèses thérapeutiques reliant un dysfonctionnement rénal à une pathologie cardiaque au moyen de paramètres mesurables tels que la cystatine C, la créatinine et l'urée sanguine.
- Valeur scientifique : Soutient la validation fonctionnelle de cibles en démontrant une hypertrophie cardiaque, une fibrose et un dysfonctionnement diastolique en réponse à une masse rénale réduite.
- Valeur scientifique : Facilite l'élucidation des voies biologiques par l'observation de stress oxydant et de modifications par carbamylation des protéines dans des homogénats du ventricule gauche.
Développement de tests et criblage
- Valeur scientifique : Fournit un système biologique normalisé avec des paramètres quantifiables rénaux et cardiaques pour la standardisation des tests et l'évaluation de la reproductibilité.
- Valeur opérationnelle : Permet une évaluation fiable des composés grâce à un phénotypage reproductible de l'anémie, de l'hypertrophie cardiaque et de la fibrose à quatre semaines après la chirurgie.
- Valeur opérationnelle : Facilite la réutilisation de la plateforme en raison de la simplicité du modèle et d'un taux de survie amélioré par rapport aux méthodes traditionnelles.
Recherche translationnelle et préclinique
- Valeur scientifique : Démontre la pertinence pathologique en imitant la cardiomyopathie urémique humaine, y compris la fibrose cardiaque et le dysfonctionnement systolique/diastolique.
- Valeur scientifique : Facilite l'alignement translationnel des biomarqueurs grâce à des variations mesurables de la cystatine C, de la créatinine, de l'urée sanguine azotée, de l'hématocrite et du rapport masse cardiaque/masse corporelle.
- Valeur scientifique : Permet des décisions d'avancement ajustées au risque en quantifiant la détérioration fonctionnelle cardiaque à l'aide d'indices dérivés de l'échocardiographie, tels que l'indice de performance myocardique et l'indice de masse du ventricule gauche.
Intégration des pipelines et des flux de travail
Le modèle s'inscrit dans le continuum de découverte allant de la validation de cibles à l'identification de composés d'intérêt, jusqu'à l'évaluation préclinique de la sécurité, en particulier pour les composés chez lesquels une atteinte rénale est une préoccupation en tant que comorbidité.
- Biologie de la découverte : Permet la vérification d'hypothèses sur les mécanismes de l'axe cardiorénal grâce à des phénotypes de cardiomyopathie urémique induits.
- Criblage : Fournit des données quantitatives telles que les concentrations plasmatiques de biomarqueurs et les paramètres échocardiographiques pour comparer les effets de composés.
- Analyse : Permet l'analyse statistique des modifications structurelles et fonctionnelles cardiaques, notamment les rapports d'épaisseur parietale et les indices de fonction diastolique.
- Recherche translationnelle : Relie les découvertes à la validation préclinique par l'identification de caractéristiques pathologiques communes telles que la surrégulation du collagène et le stress oxydant.
- Réutilisation institutionnelle : Représente un modèle chirurgical évolutif et reproductible, adapté à des campagnes de criblage multiprogrammes dans la découverte de médicaments ciblant l'axe cardiorénal.
Impact opérationnel et organisationnel
- Valeur scientifique : Accroît la confiance prédictive en réduisant l'ambiguïté mécanistique dans la modulation des voies cardio-rénales.
- Valeur opérationnelle : Améliore la standardisation et la reproductibilité grâce à une procédure chirurgicale simplifiée en deux étapes, avec des délais postopératoires définis.
- Valeur stratégique : Permet de mieux décider du passage ou non à l'étape suivante en permettant une détection précoce des effets indésirables cardiovasculaires dans des modèles pertinents pour la maladie rénale chronique.
- Impact sur le portefeuille : Éclaire la priorisation ajustée au risque en identifiant les composés qui atténuent ou aggravent les phénotypes de cardiomyopathie urémique.
Considérations relatives à la mise en œuvre
- Requiert une expertise en techniques de microchirurgie et en gestion de l'anesthésie chez les rongeurs.
- Dépend d'un matériel chirurgical stérile, de matériaux de suture et d'une infrastructure de surveillance postopératoire.
- Nécessite une standardisation entre les équipes pour assurer une ligature de la branche polaire et une néphrectomie réalisées avec des délais constants.
- Implique des adaptations à prendre en compte lors de l'application à d'autres souches ou modèles âgés, en raison de la variabilité de la réserve rénale.
- Limité par l'impossibilité de titrer précisément la masse rénale résiduelle par rapport aux modèles de ligature artérielle, ce qui affecte le contrôle de la relation dose-réponse.
