קבלת עיקור חיונית להשתלת רקמת קנה הנשימה. כאן אנו מציגים פרוטוקול עיקור באמצעות הקרנת גמא במינון נמוך הנסבל במלואו על ידי איברים.
מאמר שיטה
קבלת עיקור חיונית להשתלת רקמת קנה הנשימה. כאן אנו מציגים פרוטוקול עיקור באמצעות הקרנת גמא במינון נמוך הנסבל במלואו על ידי איברים.
אחד ההיבטים המרכזיים העיקריים בהבטחת התפתחות נכונה של השתלה הוא הסטריליות של המדיום. השתלת קנה נשימה דה-צלולרי כרוכה בהשתלת איבר שהיה במקור במגע עם הסביבה, ולכן לא היה סטרילי מלכתחילה. בעוד פרוטוקול דה-צלולריזציה (באמצעות אקספוזיציה של חומרי ניקוי [2% נתרן דודציל סולפט], ערבוב מתמשך וזעזועים אוסמוטיים) מתבצע בהתאם לאמצעים אספטיים, הוא אינו מספק סטריליזציה. לכן, אחד האתגרים העיקריים הוא הבטחת סטריליות לפני השתלת in vivo . למרות שקיימים פרוטוקולים מבוססים לעיקור קרינת גמא עבור חומרים אנאורגניים, אין אמצעים כאלה עבור חומרים אורגניים. בנוסף, לא ניתן ליישם את הפרוטוקולים הקיימים עבור חומרים אנאורגניים על חומרים אורגניים, מכיוון שמנת הקרינה שנקבעה (25 kGy) תהרוס לחלוטין את השתל. מאמר זה בוחן את ההשפעה של מנת קרינה מוגברת בקנה הנשימה של ארנב נטול תאים. שמרנו על טווח המינונים (kGy) ובדקנו מינונים מוגברים עד שמצאנו את המינון המינימלי שבו מתבצע העיקור. לאחר קביעת המינון, חקרנו את ההשפעות שלו על האיבר, הן מבחינה היסטולוגית והן מבחינה ביומכנית. קבענו כי בעוד 0.5 kGy לא השיגו סטריליות, מינונים של 1 kGy ו 2 kGy כן, עם 1 kGy, אם כן, להיות המינון המינימלי הדרוש כדי להשיג עיקור. מחקרים מיקרוסקופיים לא הראו שינויים רלוונטיים בהשוואה לאיברים לא מעוקרים. מאפיינים ביומכניים ציריים לא השתנו כלל, ונצפתה רק ירידה קלה בכוח ליחידת אורך שהאיבר יכול לסבול רדיאלית. לפיכך אנו יכולים להסיק כי 1 kGy משיג עיקור מלא של קנה הנשימה ארנב decellularized עם השפעות מינימליות, אם בכלל, על האיבר.
עיקור של שתל הוא תנאי בסיסי לכדאיותו; למעשה, תותבות שהוכחו כמוצלחות הן אלו שהושתלו באזורים סטריליים (כלי דם, לב, עצם וכו'). 1. לקנה הנשימה שני משטחים: משטח במגע עם הסביבה החיצונית, ולכן אינו סטרילי, ומשטח לכיוון המדיאסטינום, שהוא סטרילי. לכן, מרגע מיצוי קנה הנשימה, הוא אינו איבר סטרילי. למרות שתהליך הדה-צלולריזציה לאחר מכן מתבצע בתנאים סטריליים מקסימליים, זה לא שלבעיקור 2. השתלת חומר זר כשלעצמה כרוכה בסיכון לזיהום בשל המיקרו-סביבה הפרובקטריאלית שהיא מייצרת3וסיכון של עד 0.014% להעברת מחלות מהתורם למקבל, גם אם החומר עבר עיקור4. כדי להבטיח וסקולריזציה נכונה של קנה הנשימה, כמעט בכל פרוטוקולי ההשתלה הניסיוניים, הוא עובר תחילה שתל הטרוטופי 5,6,7 לאזור סטרילי (שריר, פאשיה, אומנטום, תת עורית וכו '); הסיבה לכך היא שהשתלת אלמנט לא סטרילי בתווך זה תוביל לזיהום של אזור3.
ישנן מגוון אסטרטגיות אפשריות להשגת שתל סטרילי. שימוש ב-CO2 סופר-קריטי השיג עיקור סופני 8,9. שיטות אחרות, כגון קרינה אולטרה סגולה או טיפול בחומרים כגון חומצה פראצטית, אתנול, חמצן חמצן ומים אלקטרוליזה, השיגו שיעורי הצלחה שונים בעיקור, כמעט תמיד בהתאם למינונים שלהם, אך הם הוכחו כמשפיעים על המאפיינים הביומכניים של שתלים. ואכן, חומרים מסוימים, כגון אתילן אוקסיד, יכולים לשנות באופן משמעותי את המבנה של המטריצה המושתלת ואף יכולים לגרום להשפעות אימונוגניות בלתי רצויות. מסיבה זו, רבות מהאסטרטגיות הללו אינן ניתנות ליישום על מודלים ביולוגיים 2,10,11,12,13.
אסטרטגיית העיקור הנחקרת והמקובלת ביותר היא זו שנקבעה על ידי תקן ISO 11737-1:2006 לעיקור מכשירים רפואיים המושתלים בבני אדם, עם מנת קרינת גמא של 25 kGy. עם זאת, תקנה זו מתמקדת רק בעיקור של יסודות אינרטיים, לא ביולוגיים14,15. בנוסף, מינוני הרדיותרפיה בטיפול רדיקלי בקרצינומה נמוכים בשלושה סדרי גודל מאלה המשמשים לעיקור מכשירים רפואיים1. בהתחשב בכך, אנו יכולים להסיק כי מינון זה לא רק יהרוג את המיקרוביוטה אלא גם יהרוס וישנה באופן קיצוני את המבנה הביולוגי של השתל. קיימת גם אפשרות שהוא ייצור שאריות שומנים בעת ההתפרקות, אשר עלולות להיות ציטוטוקסיות ולהאיץ את הפירוק האנזימטי של הפיגום 13,14,15,16,17, גם כאשר משתמשים במינונים נמוכים כמו 1.9 kGy ועם נזק ביחס ישר למנת הקרינה המתקבלת 17.
לפיכך, מטרת מאמר זה היא לנסות לזהות את מינון הקרינה המאפשר קבלת שתל סטרילי עם השפעות מזיקות מינימליות הנגרמות על ידי קרינה 2,18,19. האסטרטגיה שעקבנו אחריה כללה הקרנה של קנה נשימה נטול תאים ומוקרן במינונים מוגברים שונים בטווח של קילוגראים (0.5, 1, 2, 3 ק"ג וכו '), עד להשגת תרבית שלילית. בדיקות נוספות בוצעו עבור אותם מינונים שהשיגו תרביות שליליות, על מנת לאשר עיקור. לאחר קביעת המינון המינימלי להשגת עיקור, נבדקה ההשפעה המבנית והביומכנית של הקרינה על קנה הנשימה. כל המדדים הושוו לקנה הנשימה של הארנב הילידי של קבוצת הביקורת. העיקור של המבנה נבדק אז in vivo על ידי השתלת קנה הנשימה בארנבים לבנים בניו זילנד.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
הדירקטיבה האירופית 20170/63/EU לטיפול ושימוש בחיות מעבדה נשמרה ופרוטוקול המחקר אושר על ידי ועדת האתיקה של אוניברסיטת ולנסיה (חוק 86/609/EEC ו- 214/1997 וקוד 2018/VSC/PEA/0122 Type 2 של ממשלת ולנסיה, ספרד).
1. דה-צלולריזציה של קנה הנשימה
הערה: שיטת הדה-צלולריזציה דווחה במקום אחר20.
2. עיקור
3. ניתוח היסטולוגי
הערה: הכתימו את החלקים באמצעות המטוקסילין ואוזין21, טריכרום של מאסון, ואורצאין22.
4. מחקר ביומכני
הערה: התנגדות קנה הנשימה לכוחות אורכיים ורוחביים נמדדת באמצעות בדיקות מתיחה צירית ודחיסה רדיאלית23.
5. טכניקה כירורגית
הערה: הטכניקה הכירורגית דווחה בהרחבה במקומות אחרים20.
6. ניתוח סטטיסטי
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
דה-סלולריזציה
צביעת DAPI מראה היעדר DNA, ולא זוהו ערכי DNA גבוהים מ-50 ננוגרם בקנה הנשימה על ידי אלקטרופורזה, כאשר כל המקטעים קטנים מ-200 bp20.
תרבית מיקרוביאלית
שתיים מתוך שמונה החתיכות שנבדקו ב-0.5 קילו-ג'י הראו שינוי צבע תוך פחות משבוע. אף אחת מהפיסות שהוקרנו ב-1 kGy וב-2 kGy לא הראתה שינוי בצבע כלשהו (איור 1).
ניתוח היסטולוגי
לא זוהו שינויים בדפוס פי...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
קיימות מספר אסטרטגיות עיקור. CO2סופרקריטי חודר במלואו לרקמות, חומץ את התווך ומפרק את דו-שכבת הפוספוליפידים התאית באמצעות חיסול פשוט באמצעות דיכוי השתל 8,14,25. נעשה שימוש גם בקרינה אולטרה סגולה, ויעילותה בקנה הנשימה של מכרסם פורסמה, אם כי יש רק דיווחים מעטים בספרות10. שיטות אחרות המשמשות כוללות יישום של חומרים כגון חומצה peracetic, אתנול, חמצן, או מים אלקטרוליזה, אשר נתנו תוצאות לא סדירות הוכח ...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
לאף אחד מהכותבים אין ניגוד עניינים.
מאמר זה נתמך על ידי מענק האגודה הספרדית לניתוחי חזה לשנת 2018 למחקר רב-צנטרי לאומי [מספר 180101 הוענק לנסטור ג'יי מרטינז-הרננדס] ו-PI16-01315 [הוענק למנואל מאטה-רויג] על ידי מכון סאלוד קרלוס השלישי. CIBERER ממומנת על ידי תוכנית המו"פ הלאומית השישית 2018-2011, Iniciativa Ingenio 2010, Consolider Program, CIBER Actions והמכון של סאלוד קרלוס השלישי, בסיוע הקרן האירופית לפיתוח אזורי.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| 6-0 תפר מונופילמנט ניילון | מונוסופט. קובידיאן; מנספילד, MA, ארה"ב | SN-5698G | |
| אמפוטריצין B 5% | Gibco Thermo Fisher Scientific; וולת'אם, מסצ'וסטס ארה"ב | 15290018 | |
| ביואנלייזר | אג'ילנט, סנטה קלרה, קליפורניה, ארה"ב | G2939BA | |
| בופרנורפין | בופרקס. רקיט בנקיזר בריאות; Hull, Reino Unido | N02AE01 | |
| שולחן עבודה דחיסה UTM | Microtest, מדריד, ספרד | EM1/10/FR | |
| Cryostate | Leyca CM3059, Leyca Biosystems, Wetzlar, Alemania | CM3059 | |
| Dimethyl sulfoxide (DMSO) | Sigma-Aldrich; MO, ארה"ב | D2650 | |
| DMEM | תרמו פישר סיינטיפיק; וולת'אם, מסצ'וסטס, ארה"ב | ||
| ערכת מיצוי DNeasy Quiagen, הילדן, גרמניה | 4368814 | ||
| Enrofloxacin, 2.5% | Boehringer Ingelheim, Ingelheim am Rhein, גרמניה | 0035-0002 | |
| סרום בקר עוברי (FBS) | GE Healthcare Hyclone; מדריד, ספרד | SH20898.03IR | |
| מיקרוסקופ פלואורסצנטי | Leyca DM2500 (לייקה, וצלר, גרמניה) | DM2500?? | |
| מיכל הקפאה | מר פרוסטי. תרמו פישר; מדריד, ספרד | 5100-0001 | |
| איזופלואורן איזופלואורן | ; פרוימה גנדרה; סיודאד ריאל, ספרד | 8.43603E+12 | |
| אימלגן קטמין | . מריאל; טולוז, פרנסיה | BOE127823 | |
| אקסלרטור ליניארי | "קרן אמיתית". וריאן, פאלו אלטו, קליפורניה, ארה"ב | H191001 | |
| בוחש מגנטי | Orbital Shaker PSU-10i. ביוסאן; ריגה, לטוניה | BS-010144-AAN | |
| מלוקסיקם 5 מ"ג/מ"ל | Boehringer Ingelheim, אינגלהיים אם ריין, גרמניה | 6283-MV | |
| פניצילין-סטרפטומיצין 5% | Gibco Thermo Fisher Scientific; וולת'אם, מסצ'וסטס ארה"ב | 15140122 | |
| פנטוברביטל נתרן | דולטלי. וטוקינול; מדריד, Españ | 3.60587E+12 | |
| תמיסת מלח חוצצת פוספט (PBS) | סיגמא-אולדריץ'; MO, ארה"ב | P2272 | |
| פרופופול | פרופופול ליפורו. ב. בראון מלסונגן AG; Melsungen, Alemania | G 151030 | |
| Proteinase K | Gibco Thermo Fisher Scientific; וולת'אם, מסצ'וסטס, ארה"ב | S3020 | |
| צינורות חלולים PVC | Cristallo Extra; FITT, Sandrigo, איטליה | hhdddyyZ | |
| סטנט PVC | ArgyleTM מדטרוניק; איסטנבול, טורקיה | 019 5305 1 | |
| R תוכנה, גרסה 3.5.3 R Core | R Foundation for Statistical Computing | R 3.5.3 | |
| נתרן דודציל סולפט (SDS) | Sigma-Aldrich; MO, ארה"ב | 8,17,034 | |
| ספקטרופוטומטר | ננו-טיפה, Life Technologies; איזוגן מדעי החיים. אוטרך, הולנד | גיליון אלקטרוני ND-ONEC-W | |
| Microsoft | Excel for Mac, גרסה 16.23, רדמונד, וושינגטון, ארה"ב | 2864993241 | |
| מכונת בדיקה אוניברסלית של Traction | מכונות בדיקה, Veenendaal, הולנד | 84-01 | |
| UTM Software | TestWorks 4, MTS Systems Corporation, Eden Prairie, MN, ארה"ב | 100-093-627 F | |
| VECTASHIELD הרכבה בינונית | מעבדות וקטור, ברלינגיים; קליפורניה; ארה"ב | H-1000-10 | |
| Xylacine | Xilagesic. קלייר; ברצלונה, Españ א | 20102-003 |
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
בקש הרשאה לשימוש חוזר בטקסט או באיורים של מאמר JoVE זה
בקש הרשאה