פרוטוקול זה מתאר שיטה פשוטה ויעילה להשתלת עלוני מסתם אבי העורקים מתחת לכמוסה הכליתית כדי לאפשר מחקר של אלוראקטיביות של מסתמי הלב.
הרשמה ל-JoVE נדרשת לצפייה בתוכן זה. התחברו או התחילו בגרסת ניסיון בחינם.
מאמר שיטה
* These authors contributed equally
פרוטוקול זה מתאר שיטה פשוטה ויעילה להשתלת עלוני מסתם אבי העורקים מתחת לכמוסה הכליתית כדי לאפשר מחקר של אלוראקטיביות של מסתמי הלב.
יש צורך קליני דחוף בתחליפי מסתמי לב שיכולים לגדול אצל ילדים. השתלת מסתם הלב מוצעת כסוג חדש של השתלה עם פוטנציאל לספק מסתמי לב עמידים המסוגלים לצמיחה סומטית ללא צורך בנוגדי קרישה. עם זאת, האימונוביולוגיה של השתלות מסתמי לב עדיין לא נחקרה, מה שמדגיש את הצורך במודלים של בעלי חיים כדי לחקור סוג חדש זה של השתלה. מודלים קודמים של חולדות להשתלת מסתם אבי העורקים ההטרוטופי באבי העורקים הבטני תוארו, אם כי הם מאתגרים מבחינה טכנית ויקרים. כדי להתמודד עם אתגר זה, פותח מודל השתלה תת-קפסולרית של הכליה במכרסמים כשיטה מעשית ופשוטה יותר לחקר אימונוביולוגיה של השתלת מסתמי לב. במודל זה, עלון שסתום אבי העורקים יחיד נקטף ומוכנס לחלל התת-קפסולרי הכלייתי. הכליה נגישה בקלות, והרקמה המושתלת מוכלת היטב בחלל תת-קפסולרי שהוא כלי דם היטב ויכול להכיל מגוון גדלי רקמות. יתר על כן, מכיוון שחולדה בודדת יכולה לספק שלושה עלוני אבי העורקים של התורם וכליה אחת יכולה לספק מספר אתרים לרקמות מושתלות, פחות חולדות נדרשות למחקר נתון. כאן מתוארת טכניקת ההשתלה, המספקת צעד משמעותי קדימה בחקר אימונולוגיה של השתלת מסתמי לב.
מומי לב מולדים הם הנכות המולדת הנפוצה ביותר בבני אדם, המשפיעים על 7 מתוך 1,000 ילדים שנולדו חיים בכל שנה1. בניגוד לחולים מבוגרים בהם מושתלים באופן שגרתי מסתמים מכניים וביו-פרוסטטיים שונים, למטופלים בילדים אין כיום אפשרויות טובות להחלפת מסתם. לשתלים קונבנציונליים אלה אין פוטנציאל לגדול אצל ילדים מושתלים. כתוצאה מכך, ניתוחים חוזרים חולניים נדרשים כדי להחליף את שתלי מסתם הלב בגרסאות גדולות יותר ברצף ככל שהילדים גדלים, כאשר ילדים מושפעים נזקקים לעתים קרובות לעד חמישה ניתוחי לב פתוח או יותר במהלך חייהם 2,3. מחקרים הראו כי החופש מהתערבות או ממוות דל באופן משמעותי בתינוקות מאשר בילדים גדולים יותר, כאשר 60% מהתינוקות עם מסתמי לב תותבים עומדים בפני ניתוח חוזר או מוות תוך 3 שנים מהניתוח הראשוני שלהם4. לכן, יש צורך דחוף לספק מסתם לב שיכול לגדול ולשמור על תפקוד בחולי ילדים.
במשך עשרות שנים, ניסיונות לספק תחליפי מסתמי לב הולכים וגדלים התרכזו בהנדסת רקמות ובתאי גזע. עם זאת, הניסיונות לתרגם מסתמים אלה למרפאה לא צלחו עד כה 5,6,7,7,8. כדי להתמודד עם זה, השתלת מסתם לב מוצעת כפעולה יצירתית יותר למתן תחליפי מסתמי לב הולכים וגדלים בעלי יכולת לתקן את עצמם ולהימנע מתרומבוגנזה. במקום להשתיל את כל הלב, רק מסתם הלב מושתל ואז יגדל עם הילד המושתל, בדומה להשתלת לב קונבנציונלית או לחתימה ריאתית של רוס 9,10,11. לאחר הניתוח, ילדים מושתלים יקבלו דיכוי חיסוני עד שניתן יהיה להחליף את המסתם המושתל בתותבת מכנית בגודל מבוגר כאשר צמיחת המסתם אינה נדרשת עוד. עם זאת, הביולוגיה של ההשתלות של השתלות מסתמי הלב נותרה ללא בדיקה. לכן, יש צורך במודלים של בעלי חיים כדי לחקור סוג חדש זה של השתלה.
מספר מודלים של חולדות תוארו בעבר להשתלה הטרוטופית של המסתם אבי העורקים לתוך אבי העורקים הבטני12,13,14,15,16,17,18. עם זאת, מודלים אלה הם מסובכים מאוד, ולעתים קרובות דורשים מנתחים מיומנים לנתח בהצלחה. בנוסף, הם יקרים וגוזלים זמןרב 19. מודל חדש של חולדות פותח כדי ליצור מודל חייתי פשוט יותר לחקר האימונוביולוגיה של השתלות מסתמי לב. עלוני מסתם אבי העורקים הבודדים נכרתים ומוכנסים לחלל התת-קפסולרי הכלייתי. הכליה מתאימה במיוחד לחקר דחיית ההשתלה מכיוון שהיא מאוד וסקולרית עם גישה לתאי חיסון במחזור20,21. בעוד שכמה אחרים השתמשו במודל תת-קפסולרי כלייתי כדי לחקור את הביולוגיה של ההשתלות של השתלות אלוגרפט אחרות כגון לבלב, כבד, כליה וקרנית 22,23,24,25,26,27, זהו התיאור הראשון של השתלת רקמת לב במצב זה. כאן מתוארת טכניקת ההשתלה, המספקת צעד משמעותי קדימה בחקר אימונולוגיה של השתלת מסתמי לב.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
המחקר אושר על ידי הוועדה לחקר בעלי חיים בעקבות המדריך הלאומי של המכונים הלאומיים לבריאות לטיפול בחיות מעבדה ולשימוש בהן.
1. מידע על מודל החיה (חולדות)
2. הסרת פרווה, הכנת העור והרדמה
3. פעולת התורם
4. הכנת עלוני מסתם אבי העורקים
5. פעולת הנמען
6. איסוף רקמות לניתוח
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
תיאור גרפי של העיצוב הניסיוני מסופק עבור מודל החולדה (איור 1). בנוסף, שורש אבי העורקים המנותק מלבו של התורם ועלון מסתם אבי העורקים הבודד המוכן להשתלה מוצגים גם הם באיור 2. לאחר מכן, תמונה מייצגת של מיקום עלון המסתם האאורטלי מתחת לקפסולת הכליה לצורך השתלה מוצגת באיור 3A ולאחר 3, 7 ו-28 ימים בתוך החולדה המושתלת (איורים 3B-D), מה שמדגים את הקלות של איתור והתאוששות הרקמה המושתלת.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
חשיבות ויישומים פוטנציאליים
בעוד שמסתמי לב מכניים וביו-פרוסטטיים משמשים באופן שגרתי בחולים מבוגרים הזקוקים להחלפת מסתם, מסתמים אלה חסרים פוטנציאל לגדול, ולכן הם אינם אופטימליים עבור מטופלים ילדים. השתלת מסתמי לב היא פעולה ניסיונית שנועדה לספק תחליפי מסתמי לב הולכים וגדלים לילודים ולתינוקות עם מחלות לב מולדות. עם זאת, בניגוד לאימונוביולוגיה של השתלות לב קונבנציונליות, אימונוביולוגיה של השתלה מסוג חדש זה עדיין נחקרת בצורה גרועה. כאן מתואר מודל ייחודי של חולדות להשתלת כליה תת-קפסולרית של עלוני מסתם אבי ה...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
המחברים מצהירים כי המחקר נערך בהיעדר קשרים מסחריים או פיננסיים שיכולים להתפרש כניגוד עניינים פוטנציאלי.
איור 1 נוצר עם biorender.com. עבודה זו נתמכה בחלקה על ידי תוכנית החוקרים הכירורגיים של קרן AATS ל- TKR, קרן המצוינות לילדים המוחזקת על ידי המחלקה לרפואת ילדים באוניברסיטה הרפואית של דרום קרוליינה ל- TKR, מענק קרן אמרסון רוז לב ל- TKR, פילנתרופיה על ידי הסנאטור פול קמפבל ל- TKR, מענקי הכשרה לפוסט-דוקטורט מוסדיים של NIH-NHLBI (T32 HL-007260) ל- JHK ו- BG, והאוניברסיטה הרפואית של דרום קרוליינה קולג ' לרפואה לפני פקידות קרן מחקר FLEX ל- MAH.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| 0.9% נתרן כלורדי, USP | בקסטר | NDC 0338-0048-04 | |
| 4-0 פוליגלקטין 910 | אתיקון | J415H | |
| 7.5% פובידון-יוד | CareFusion | 29904-004 | |
| 70% ETOH | פישר סיינטיפיק | BP82031GAL | |
| תא אינדוקציה הרדמה | מכשיר הרווארד | 75-2030 | תא אינדוקטון אטום ל מכונת |
| הרדמה | מכשיר הרווארד | 75-0238 | מערכת הרדמה ניידת עם |
| מסכת הרדמה | מנגנון הרווארד | 59-8255 | מסכת הרדמה |
| חולדות חומות נורווגיה (BN/Crl) | נהר צ'ארלס | 091 | זכר, 5-7 שבועות, 100-200 גרם |
| בופרנורפין הידרוכלוריד, 0.3 מ"ג/מ"ל | PAR תרופות | NDC 42023-179-05 | 0.03 מ"ג/ק"ג, ניתן תת עורי |
| קוצץ שיער חשמלי | WAHL | 79434 | |
| כרית חימום חשמלית | מכשיר הרווארד | 72-0492 | נשמר ב-36-38 מעלות; C |
| Heparin | Sagent Pharmaceuticals | NDC 25021-400-10 | הזרקת 100U/100g למזרק אינסולין באטריום השמאלי |
| , 1 מ"ל | פישר סיינטיפיק | 14-841-33 | |
| מלקחיים של איריס מעוקלים | World Precision Instruments | 15917 | |
| מלקחיים של איריס ישרים | World Precision Instruments | 15916 | |
| איזופלורן, USP | פיראמל טיפול קריטי | NDC 66794-017-25 | מושרה באיזופלורנס של 5% בחמצן ונשמר עם 3.5% איזופלורן בחמצן |
| חולדות לואיס (LEW / Crl) | זן נהר צ'ארלס | 004 | זכר, 5-7 שבועות, 100-200 גרם |
| מיקרו מלקחיים | מכשירי דיוק עולמיים | 500233 | Dumont #5 |
| מספריים מיקרו מכשירי | דיוק עולמיים | 501930 | מספריים |
| נהג מחט | מכשירים מדויקים עולמיים | 500226 | ריידר מחט דרייבר |
| הפעלה מיקרוסקופ | AmScope | SM-3BZ-80S | 3.5x - 90x סטריאו מיקרוסקופ |
| פטרי צלחת | פישר סיינטיפיק | FB0875714 | |
| פטרולאטום משחת עיניים | Dechra | NDC 17033-211-38 | |
| סיכות עור | Ethicon | PXR35 | Proximate 35 |
| ספוגיות כותנה סטריליות | פוריטן | 25-806 1WC | |
| ספוגי גזה סטריליים | פישר סיינטיפיק | 22-037-902 | |
| מספריים כירורגיות | מכשירי דיוק עולמיים | 1962C | מספריים מצנבאום |
| ויסקונסין מאגר (משרת B) | S.A.L.F S.p.A. | 6484A1 | מאוחסן ב-4 מעלות; ג |
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.