מודלים להשתלת לב עכברים מייצגים כלי מחקר חשובים לחקר אימונולוגיה של השתלות. הפרוטוקול הנוכחי מפרט השתלת לב צווארית הטרוטופית של עכברים הכוללת מיקום של אזיקים על עורק הצוואר המשותף של המושתל ועל גזע עורק הריאה של התורם כדי לאפשר זרימת דם למינרית.
הרשמה ל-JoVE נדרשת לצפייה בתוכן זה. התחברו או התחילו בגרסת ניסיון בחינם.
מאמר שיטה
מודלים להשתלת לב עכברים מייצגים כלי מחקר חשובים לחקר אימונולוגיה של השתלות. הפרוטוקול הנוכחי מפרט השתלת לב צווארית הטרוטופית של עכברים הכוללת מיקום של אזיקים על עורק הצוואר המשותף של המושתל ועל גזע עורק הריאה של התורם כדי לאפשר זרימת דם למינרית.
מודלים של השתלת לב משמשים לעתים קרובות לחקר פגיעה באיסכמיה-רפרפוזיה, תגובות חיסוניות מולדות ונרכשות לאחר ההשתלה, וההשפעה של טיפולים אימונומודולטוריים על דחיית השתל. השתלת לב צווארי הטרוטופי בעכברים תוארה לראשונה בשנת 1991 באמצעות אנסטומוזות תפורות ולאחר מכן שונתה כך שתכלול טכניקות חפתים. שינוי זה איפשר שיפור בשיעורי ההצלחה, ומאז, היו דיווחים רבים שהציעו שיפורים טכניים נוספים. עם זאת, התרגום לשימוש נרחב יותר נותר מוגבל בשל הקושי הטכני הקשור לאנסטומוזות השתל, הדורשות דיוק כדי להשיג אורך וקליבר נאותים של האזיקים כדי למנוע פיתול אנסטומוטי וסקולרי או מתח מוגזם, מה שעלול לגרום נזק לשתל. הפרוטוקול הנוכחי מתאר טכניקה מותאמת לביצוע השתלת לב צווארית הטרוטופית בעכברים הכוללת מיקום האזיקים על עורק הצוואר המשותף של המושתל ועל עורק הריאה של התורם בהתאמה לכיוון זרימת הדם.
Abbott et al. פרסמו1 את התיאור הראשון של השתלת לב בטן הטרוטופית בחולדות בשנת 1964. טכניקות כירורגיות אלה שוכללו ופשטו על ידי Ono et al. בשנת 19692. Corry et al. תיארו לראשונה שיטה להשתלת לב בטני הטרוטופית בעכברים בשנת 1973; בדומה למודלים של חולדות שדווחו בעבר, זה כלל חריטה לתוך הבטן של הפונדקאי עם revascularization על ידי anastomoses מקצה לצד של עורק הריאה של התורם ועלייה אבי העורקים אל הווריד הנבוב נחות של המקבל ואבי העורקים הבטן, בהתאמה3. השתלת לב צווארי הטרוטופי בחולדות תוארה על ידי הרון בשנת 1971 באמצעות חפתים מסוג טפלון העשויים מ-16 גרם (קוטר חיצוני של 1.6 מ"מ) קטטרים תוך ורידיים4. Chen5 ו- Matsuura et al.6 דיווחו מאוחר יותר על השתלת לב צווארי הטרוטופי בעכברים בשנת 1991, שהטכניקות שלהם היו שונות בעיקר בשיטה שלהם של אנסטומוזיס מחדש. גישתו של צ'ן כללה אנסטומוזות תפורות של אבי העורקים העולה של התורם לעורק הצוואר של המקבל ועורק הריאה של התורם לווריד הג'וגולרי החיצוני של המקבל5. בשל המיומנות הטכנית המתקדמת הנדרשת עבור אנסטומוזות תפורות מיקרו-כירורגיות אלה, היה צורך בכמות משמעותית של זמן וניסיון כדי להשיג אחוזי הצלחה גבוהים. Matsuura et al. תיארו שיטה המשתמשת בטכניקת חפתים ללא תפרים, בדומה לזו המשמשת את הרון, שכללה אנסטומוזות מקצה לקצה תוך שימוש במיקום חוץ-זוהר של אזיקים. הוא עיצב חפתים מסוג טפלון מ-22 גרם (קוטר חיצוני של 0.8 מ"מ) ו-24 גרם (קוטר חיצוני של 0.67 מ"מ) וצנתרים תוך ורידיים והניח אותם על הווריד הג'וגולרי החיצוני של המושתל ועל עורק הצוואר המשותף,בהתאמה 6. אזיקים אלה הונחו לאחר מכן בתוך עורק הריאה ואבי העורקים של התורם ואובטחו על ידי קשירת ליגטורה של תפר סביב החיבור. גישה זו תורגמה לשיפור בשיעור ההצלחה. והכי חשוב, זה הביא לקיצור הזמן הדרוש להשלמת שתי האנסטומוזות של צוואר הרחם, ובכך הפחית את הזמן האיסכמי החם של השתל לפחות משליש מזה תוך שימוש בשיטת תפירת הבטן. יתר על כן, מכיוון שהאזיקים ממוקמים סביב פני השטח החיצוניים של כלי השיט, אין גוף זר שנחשף לומן כלי הדם, מה שמקטין במידה רבה את האפשרות של פקקת לאחר ניתוח7. בינתיים, שימוש בטכניקת השרוול מספק תמיכה סביב כלי הדם באתר האנסטומוזיס ללא צורך בתפירה כלשהי, מה שמפחית את הסיכון לדימום לאחר רה-וסקולריזציה6.
תיקונים רבים של טכניקה זו הוצעו. כדי להתאים לאורך הקצר של עורק הצוואר המשותף של העכבר (כ-5 מ"מ), Tomita et al.8 פיתחו שינוי בטכניקה זו עם שרוול עורקי קטן יותר (קוטר חיצוני של 0.6 מ"מ) תוך השמטת החזקת תפרים ומשיכת העורק ישירות דרך השרוול עם מלקחיים עדינים במקום זאת. Wang et al. פישטו עוד יותר את הגישה הזו על ידי הצבת 22 G ו-24 G אזיקים על עורק הריאה הימני של התורם ועורק הצוואר המשותף הימני של המקבל,בהתאמה 9. דיווחים שונים תיארו שינויים בגישות אלה, כולל שימוש באזיקים מיוחדים, מלחציים מיקרו-כירורגיים, מרחיבי כלי דם וקרדיופלגיה10,11,12. יש לציין כי כל השיטות הללו כרוכות במחזור הדם המדרדר דרך הלב, כאשר הדם זורם מעורק הצוואר המשותף של המקבל לאבי העורקים התורם, העורקים הכליליים, הסינוס הכלילי, ואז מתרוקן לאטריום הימני ויוצא מעורק הריאה אל תוך הווריד הג'וגולרי החיצוני של המקבל.
בהשוואה לחריטה בבטן, השתלת לב צוואר הרחם מציעה יתרונות רבים. כאמור, חשיפה לצוואר הרחם מאפשרת רה-וסקולריזציה מהירה יותר וזמנים איסכמיים חמים קצריםיותר 6. השיטה הצווארית היא גם פחות פולשנית והיא קשורה לזמני החלמה קצרים יותר לאחר הניתוח מכיוון שהיא נמנעת מלפרוטומיה6. חשוב לציין, ניתן לבצע אנסטומוזות מקצה לקצה עם אזיקים במקום אנסטומוזות מקצה לצד, מה שמקטין את הסיכון לסיבוכים כגון דימום אנסטומוטי. הגישה הבטנית מהווה גם סיכון מוגבר לפתח סיבוכים טרומבוטיים באבי העורקים הבטני או בווריד הנבוב התחתון, מה שמוביל לאיסכמיה של חוט השדרה ולשיתוק אחורי. המיקום השטחי של צוואר הרחם של ההשתלה מאפשר גישה נוחה להערכת כדאיות השתל על ידי מישוש, אלקטרוקרדיוגרפיה והדמיה פולשנית או לא פולשנית. למרות שהשתלים בצוואר הרחם מחדשים את פעילות הלב הספונטנית לאחר רפרפוזיה, הם אינם משפיעים באופן משמעותי על הפרמטרים הסיסטוליים והדיאסטוליים של המקבל. מודל זה מספק תובנות חשובות לחקר תגובות תאיות לאחר השתלה, כגון פגיעה באיסכמיה-רפרפוזיה ודחיית השתל. יתר על כן, מודל זה מציע גישה אידיאלית המאפשרת הדמיה לאחר ההשתלה, כגון מיקרוסקופיה תוך-ויטלית של שני פוטונים או הדמיה טומוגרפיה של פליטת פוזיטרונים (PET). לשם כך, המעבדה שלנו דיווחה בעבר על שיטות להדמיה של רקמות ואיברים נעים בעכבר, כולל לבבות מורין פועמים והשתלות קשת אבי העורקים לאחר השתלת צוואר הרחם הטרוטופית כדי לדמיין סחר בלוקוציטים במהלך פגיעה באיסכמיה-רפרפוזיה ובתוך פלאקים טרשת עורקים,בהתאמה 13,14,15 . בנוסף, בשל מיקומו השטחי וקלות החשיפה, מודל זה מתאים להשתלת לב מחדש16.
דו"ח זה מתאר טכניקה המאפשרת זרימת דם למינרית עם מיקום חיצוני של אזיקי כלי הדם על כלי הדם שמהם נובעת זרימת הדם. זה מאפשר מעבר חלק של זרימת הדם מכלי אחד למשנהו, הימנעות מחשיפה של קצה כלי הדם הדיסטלי לתוך לומן כלי הדם. בנוסף, הטכניקה משתמשת בשרוול גדול יותר של 20 גרם, במקום אזיקים של 22 גרם ששימשו בעבר, עבור עורק הריאה התורם כדי להבטיח חזרה מספקת של זרימת הדם למקבל.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
כל נהלי הטיפול בבעלי חיים נערכו בהתאם להנחיות NIH לטיפול ושימוש בחיות מעבדה ואושרו על ידי הוועדה למחקרים בבעלי חיים בבית הספר לרפואה של אוניברסיטת וושינגטון. לבבות מעכברי C57BL/6 (B6) ו-BALB/c (במשקל 20-25 גרם) הושתלו במושתלי B6 מותאמי מגדר (גילאי 6-8 שבועות). העכברים התקבלו ממקורות מסחריים (ראו טבלת חומרים). השתלות סינגניות בוצעו כדי להעריך תגובות תאיות הקשורות לפגיעה באיסכמיה-רפרפוזיה, והשתלות אלוגניות בוצעו כדי לחקור את מנגנוני החיסון המעורבים בסבילות ודחייה של שתלים. B6 lysozyme M-green פלואורסצנטי חלבון (LysM-GFP) עכברים מדווחים17, שהתקבלו במקור מקלאוס ליי ממכון לה ג'ולה לאלרגיה ואימונולוגיה, לה ג'ולה, קליפורניה, ולאחר מכן גודלו במתקן שלנו, שימשו כמושתלים לניסויים נבחרים כדי לדמיין חדירת נויטרופילים לשתלי לב. ניתוח ההישרדות בוצע באמצעות הליכים אספטיים.
1. הליך התורם
2. הליך הנמען
3. טיפול לאחר הניתוח
4. הדמיה תוך-ויטלית של שני פוטונים של סחר בלויקוציטים בשתל הלב
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
מודל השתלת לב הטרוטופי צווארי עכברי זה נוצל לביצוע למעלה מ-1,000 השתלות במעבדה שלנו, עם שיעור הישרדות של כ-97%. שיעור ההצלחה מעט גבוה יותר מדיווחים קודמים המשתמשים בטכניקות השתלת לב הטרוטופיות אחרות של צוואר הרחם בעכברים10,11,20. ניתן לייחס זאת לשרוול הגדול יותר של 20 G המונח על עורק הריאה של התורם כדי להבטיח חזרה מספקת של זרימת הדם למקבל (איור 1B,C). בנוסף, יישור זרימת הדם עם מיקום...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
באמצעות טכניקה זו, השתלת לב צוואר הרחם הטרוטופית של עכבר יכולה להתבצע תוך פחות מ -40 דקות על ידי מיקרוכירורג מנוסה ותוך כ -60 דקות על ידי מיקרוכירורג ברמת הכניסה. בעוד שהשתלת לב צווארי נחקרה במודלים רבים של בעלי חיים, מודל עכבר נותר תקן הזהב בשל זנים גנטיים רבים ומוגדרים היטב, יכולות שינוי גנטי וזמינותם של ריאגנטים רבים, כולל נוגדנים חד שבטיים24. הטכניקה המתוארת כאן מספקת הזדמנות ייחודית לניטור לאחר השתלה, כגון אלקטרוקרדיוגרפיה או הדמיה תוך-חיונית, כולל מיקרוסקופיה של שני פוטונים (
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
למחברים אין מה לחשוף.
DK נתמך על ידי מענקי המכונים הלאומיים לבריאות 1P01AI116501, R01HL094601, R01HL151078, מענק סקירת הצטיינות של מינהל הוותיקים 1I01BX002730, והקרן לבית החולים היהודי בארנס.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| 6-0 עניבות משי קלועות | הנרי שיין בע"מ | 7718729 | |
| 0.75% פרובידון קרצוף יוזין | פריוריטי קר בע"מ | NDC 57319-327-0 | |
| 10-0 תפר ניילון | התמחויות כירורגיות תאגיד | AK-0106 | |
| 655 ננומטר לא ממוקד Q-dots | Invitrogen | Q21021MP | |
| 70% אתנול | פארמקו מוצרים בע"מ | 111000140 | |
| 8-0 עניבות משי קלועות | הנרי שיין בע"מ | 1005597 | |
| מלקחיים של אדסון | Fine Science Tools Inc | 91127-12 | |
| BALB/c ו-C57BL/6 עכברים (6-8 שבועות) | Jackson Laboratories | ||
| Coagulator דו קוטבי | Valleylab Inc | SurgII-20, E6008/E6008B | |
| הזרקת קרפרופן (רימדיל) | טרנספארם | 35844 | |
| טבלית לעיסה אוראלית של קרפרופן (רימדיל) | טרנספארם | 38995/37919 | |
| מיקרוסקופ 2P שנבנה בהתאמה אישית עם תוכנת הרכישה ImageWarp | A& B תוכנה | ||
| Dumont מס' 5 מלקחיים | Fine Science Tools Inc | 11251-20 | |
| מספריים קפיציים בסגנון Fine Vannas | Fine Science Tools Inc | 15000-03 | |
| GraphPad Prism 5.0 | Sun Microsystems Inc. | ||
| מחזיק מחט Halsey | Fine Science Tools Inc | 91201-13 | |
| Halsted-Mosquito clamp קצה מעוקל | Fine Science Tools Inc | 91309-12 | |
| מאוורר עכבר מכשירי הרווארד דגם 687 | Harvard Apparatus | MA1 55-0001 | |
| תמיסת הפרין (100 U/mL) | Abraxis מוצרים פרמצבטיים | 504031 | |
| Imaris | קטמין Bitplane | ||
| (50 מ"ג/ק"ג) | Wyeth | 206205-01 | |
| מיקרוסקופ— Leica Wild M651 ופעמים; 6– 40 הגדלה | Leica Microsystems | ||
| Moria מספריים קפיציים עדינים במיוחד | Fine Science Tools Inc | 15396-00 | |
| אוהיו isoflurane וופורייזר | Parkland Scientific | V3000i | |
| Qdots | ThermoFisher | 1604036 | |
| S& T SuperGrip מלקחיים קצה זוויתי | Fine Science Tools Inc | 00649-11 | |
| S& T SuperGrip מלקחיים קצה ישר | Fine Science Tools Inc | 00632-11 | |
| תמיסת מלח רגילה סטרילית (0.9% (משקל / נפח) נתרן כלורי | Hospira Inc | NDC 0409-4888-20 | |
| Q סטריליים (אפליקטורים מיני כותנה מחודדים בגודל 3 אינץ ') | Puritan Medical Company LLC | 823-WC | |
| Surflow 20 מד 1/4 אינץ' טפלון אנגיוקטטר | Terumo Medical Corporation | SR-OX2032CA | |
| Surflow 24 מד 3/4 אינץ' טפלון אנגיוקטטר | Terumo Medical Corporation | R-OX2419CA | |
| ThermoCare מערכת טיפול נמרץ לבעלי חיים קטנים (הגדרות התאוששות 3 ליטר לדקה O2, 80 ° C, 40% לחות) | Thermocare Inc | ||
| VetBond | Santa Cruz ביוטכנולוגיה SC361931 | NC0846393 | |
| קסילזין (10 מ"ג/ק"ג) | מעבדות לויד | 139-236 |
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.