$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
איסכמיה של רקמות נתקלת לעתים קרובות ברפואה הקלינית ונותרה מוקד מרכזי במחקר הנוכחי. כבר בשנת 1880 נעשה שימוש בחסימת עורקים כליליים קטסטרופלית כדי להדגים את ההשפעות של איסכמיה, אך רק לאחרונה הוכרה הפגיעה המובהקת והנפרדת הקשורה לרפרפוזיה1. המחקר על פציעות איסכמיה/רפרפוזיה (IRI) גדל בקצב מהיר. באוסף זה, אנו מדגישים תוספות חדשות וחשובות לתחום, ממודלים חדשניים ועד טיפולים חדשניים במודלים פרה-קליניים מגוונים. אוסף זה מאגד כלים שימושיים לכל חוקר מדעי בסיסי. לדוגמה, ניתן לדמות את המודלים של איסכמיה מוחית או לבבית המוצעים כאן באמצעות שיטות הצביעה 2,3,5-triphenyl-2H-tetrazolium chloride (TTC) שתוארו על ידי Liepinsh2. באופן דומה, Paro et al.3 ו-Compton et al.4 משתמשים בדופלר לייזר כדי לאשר מצבי איסכמיה ורפרפוזיה ברקמות נפרדות.
חסימה כלילית היא הגורם המוביל למוות לבבי פתאומי5. מודלים רבים in vivo מנסים לסכם את הפגיעה הזו בדרכים לא פיזיולוגיות (למשל על ידי קריואבלציה או צריבה). 6 באמצעות מיקרומניפולציה, Lv et al.6 מדגימים כי ניתן לקשור את העורק היורד הקדמי השמאלי (LAD) באופן אמין ולחדד אותו במודל עכבר הניתן לשחזור בעלות נמוכה של IRI כלילי6. החדר השמאלי נחשף באמצעות כריתת בית החזה, ומיקרוסקופ מנתח מאפשר זיהוי של ה-LAD ומעבר תפר סביב העורק. קשר החלקה משמש לחסימה הפיכה. ניתן להשתמש בטרופונין, אקו לב וצביעה TTC כדי לכמת את ה-IRI. למודל זה יש יישומים נרחבים, החל מטיפולים ועד למחקרים מכניסטיים במין הניתן לשינוי גנטי זה.
שבץ מוחי הוא הגורם השני בשכיחותו לתמותה, וחסימת עורק המוח האמצעי (MCA) היא הצורה הנפוצה ביותר של שבץמוחי 7,8. נכון לעכשיו, חסרים טיפולים יעילים להחלמה לאחר השלבים החריפים של שבץ מוחי. גישות קודמות להגברת צמיחת כלי הדם ולהחזרת אספקת הדם הדרושה הביאו לתוצאות מאכזבות. פארו ואחרים 3 מתאימים הליך נוירוכירורגי עדכני לטיפול חדשני בשבץ איסכמי3. בגישה טכנית זו, חסימה תוך-וסקולרית ורפרפוזיה מושגת באמצעות מונופילמנט תפר המועבר מעורק הצוואר ל-MCA. שינויים בזרימת הדם מאושרים באמצעות דופלר לייזר. לאחר מכן מסתובב שריר הטמפורליס דרך קרניוטומיה כדי לשכב על פני המוח החשוף של טריטוריית MCA. הליך זה מווסת את גורמי הגדילה של אנגיוגנזה ומוביל לצפיפות מוגברת של צמיחת כלי דם חדשים בתוך נגעים איסכמיים.
במעבר מ-in vivo ל-ex vivo, Barajas et al.9 מרחיבים מודל שנבדק בזמן, תכשיר הלב של לנגנדורף, לשימוש עם לבבות עכברים מתפתחים שזה עתה נולדו9. זה מאפשר מחקר של נבדקים הניתנים לשינוי גנטי בנקודות זמן התפתחותיות מרכזיות. מחקרים התפתחותיים קודמים הוגבלו לבעלי חיים גדולים יותר. לב היילוד מציג הבדלים בחילוף החומרים ובתגובות IRI פיזיולוגיות ופרמקולוגיות. שיטה זו לא רק תתמוך בפיתוח מודלים של IRI לילדים אלא עשויה גם לסייע במתן מענה לשאלות התפתחותיות ארוכות טווח. לב העכבר שזה עתה נולד קטן מכדי למדוד את עבודת הלב עם בלון ודורש שימוש במתמר כוח המחובר לקודקוד החדר, המייצג את הגישה הקלאסית שתוארה על ידי לנגנדורף בשנת 189510.
ההערכה האיכותית של אזורי רקמה ברי קיימא, בסיכון ונמק לאחר IRI היא בעלת חשיבות עליונה להערכת התערבויות. כימות כזה ישים בשלושת המאמרים שתוארו לעיל. קיימים כלים רבים לתהליך זה; עם זאת, שיטה פשוטה וזולה מבחינת שלבים מפורטת על ידי Liepinsh et al.2 עבור הלב והמוח. זוהי מתודולוגיה שימושית בארגז הכלים של חוקר ex vivo ו-in vivo . הטיפול הנכון ברקמות כולל הקפדה על לחץ וזמן צביעה סטנדרטיים, כמו גם זמני הקפאה ואחסון סטנדרטיים. יש לכוונן את הגדרות צילום המאקרו באופן ידני; ניתן למנוע בזהירות חשיפה שגויה ואיזון לבן, כמו גם טשטוש והשתקפויות, באמצעות ההגדרה המפורטת שלהם.
אותות תא-תא בתגובה ל-IRI מתרחשים בין סוגי תאים ובין תאים הן במגע פיזי והן במרחקים ארוכים יותר זה מזה11. Li et al.12 מדגישים תופעה זו על ידי שימוש בתרבית תאים צולבת אנדותל-קרדיומיוציטים המאפשרת דיבור צולב אך מבודדת פיזית12. שיטה זו מאפשרת ניתוח נאמנות גבוהה במבחנה של קו תא בודד. במחקרם, ההדגמה של הנחתת תאי אנדותל של קרדיומיוציטים IRI הייתה תלויה בהתרחקות תא-תא. זה מדגים את היתרונות הברורים של תרבויות משותפות לא מעורבות ומדגיש לחוקרים עתידיים את החשיבות של שליטה בסביבות פיזיות. בעוד שמודל זה מתאים באופן מיידי לחקירת אינטראקציות אנדותל-קרדיומיוציטים לבביות, התרחבות לכל אינטראקציה אחרת בין רקמה לאיבר אפשרית.
במעבר מרקמות לב ומוח, קומפטון ואחרים בוחנים את ההשפעה של טיפול באור עלIRI 4 בגפיים. אין לחץ או זמן ניפוח אופטימלי מוחלט של חוסמי עורקים, ופגיעה בשרירים ובעצבים כתוצאה מחוסמי עורקים כירורגיים מתועדת היטב ועלולה להוביל לתחלואה של המטופל13. המחברים מחקים הגדרות קליניות באמצעות חוסמי עורקים לאיסכמיה חד צדדית של הגפיים שאושרו באמצעות דופלר לייזר בעכברים. במחקר שלהם, 5 דקות של טיפול באור קרוב לאינפרא אדום לשעה של זמן איסכמי שינו את התפשטות המקרופאגים, סמנים דלקתיים ורמות נמק רקמות. מודל קליני זה וטיפול לא פולשני מרחיבים את הגבולות הנוכחיים של פרקטיקות שדה כירורגיות "ללא דם".
בעקבות הלב והמוח, הכליות הן בין איברי ה-IRI הנחקרים ביותר. הכליה רגישה מאוד לתת-פרפוזיה, וגודוי ואחרים.14 מדגישים כי אותו הליך, גם אם משתנה מעט, יכול להוביל למצבים פתולוגיים מגוונים14. שימוש בגישה רטרופריטונאלית כדי לחשוף ולהדק את פדיקל הכליה למשך 30 דקות בלבד מוביל לנזק משמעותי. באמצעות שינוי זמן הרפרפוזיה, ניתן לחקור מצבים שונים של החלמה ומחלה, כולל חסימה צינורית, הרחבת צינורית, הסננת נויטרופילים ואפילו פיברוזיס מוקדי. מודל זה משמר את הכליה הנגדית להשוואה, מה שעשוי לסייע באפיון סמני פגיעה במיוחד ביחס לדיבור צולב כליה-כליה.
לסיכום, אוסף זה של שיטות IRI מספק ארגז כלים ישים נרחב לחוקרים המשתמשים ברקמות ותכשירים רבים ושונים ממודלים במבחנה ועד ex vivo ו-in vivo . החל מדמיון מחדש של טכניקות כירורגיות ועד להרחבת שיטות שנבדקו בזמן, המומחים המבוססים במחקר IRI מספקים כלי חקירה חדשניים ומתקדמים. עם זאת, נראה כי המשותף בין מחקרים אלה הוא יכולת התרגום המשופרת למודלים קליניים באמצעות פיתוח טכניקות רלוונטיות. מחיקוי הגדרות כירורגיות עם חוסמי עורקים ועד לחסימת MCA ו-LAD, שיפור המודלים הפרה-קליניים ללא ספק יסייע ביישום הקליני העתידי של עבודתנו.