הפרוטוקול הנוכחי מתאר גישה חדשה למידול דלקת לבלב חסימתית כרונית, הכוללת הדמיה של צינור הלבלב ואלקטרו-קואגולציה של צינור הלבלב כדי לגרום לחסימת צינור הלבלב.
מאמר שיטה
* These authors contributed equally
הפרוטוקול הנוכחי מתאר גישה חדשה למידול דלקת לבלב חסימתית כרונית, הכוללת הדמיה של צינור הלבלב ואלקטרו-קואגולציה של צינור הלבלב כדי לגרום לחסימת צינור הלבלב.
דלקת לבלב כרונית (CP) היא מצב דלקתי חמור שעלול להרוס את הלבלב, להוביל לסוכרת ולהגביר את הסיכון לסרטן הלבלב, ולהשפיע קשות על איכות החיים של החולים. טיפול ב-CP הוא מוקד מחקר קריטי בגסטרואנטרולוגיה. פיתחנו מודל חדש של בעלי חיים כדי להתגבר על המגבלות של הקיימים, תוך שימוש בעכברים זכרים בני 8 שבועות C57BL/6.
לאחר שחשפנו את הלבלב באמצעות ניתוח בטן בעכברים מורדמים, הידקנו את צינור המרה המשותף ליד הכבד כדי למנוע מתילן כחול להיכנס אליו. נימים הוכנסו לצינור המרה כדי להזריק את הצבע, ולאחר שצינור הלבלב הוכתם. לאחר הדמיית צינור הלבלב, הלבלב נבחר לקרישה חשמלית ב-2/3 האמצעי והתחתון של המיקום בין צינור המרה המשותף לעורק הלבלב העליון. קרישה חשמלית הופסקה כאשר לא ניתן היה לזהות את תמיסת הצביעה הכחולה. לאחר מכן הבטן נסגרה, והעכברים הורמו בדרך כלל. ב-7, 14, 21 ו-28 ימים לאחר הניתוח, הלבלב נבדק באמצעות צביעת HE, צביעת מאסון ואימונוהיסטוכימיה, וסרום הדם נותח לפרמטרים ביוכימיים. הפתולוגיה לאחר 14 יום תאמה מאוד את המאפיינים של דלקת לבלב כרונית, וכך גם הפרמטרים הביוכימיים בסרום.
דלקת לבלב כרונית (CP) היא הפרעה דלקתית מתקדמת חמורה, המובילה להרס הלבלב ומתבטאת בכאבי בטן והפרעות עיכול. עם הזמן, זה יכול לגרום לסוכרת ולהגביר את הסיכון לסרטן הלבלב. לפיכך, ביסוס המודל החייתי של שיתוק מוחין ופיתוח אסטרטגיות טיפוליות יעילות הוא קריטי.
תאי אצינאר אקסוקריניים בלבלב מייצרים ומפרישים מספר רב של אנזימי עיכול. כאשר אברונים ויסות הומאוסטזיס של חלבונים מופרעים, זה יכול להוביל להפעלה לא נכונה של טריפסינוגן תוך תאי, מה שמוביל בסופו של דבר לנזק לתאי אצינאר ולהתפתחות דלקת לבלב1.
מחקרים קודמים הראו כי מודלים של עכברים, במיוחד אלה המושרים על ידי זריקות סרולין חוזרות ונשנות2 וקשירה כירורגית של צינורות הלבלב 3,4, היו חיוניים בחקר CP. סרולאין יכול לגרום לדלקת לבלב חריפה שעלולה לעבור למצב כרוני, אך היעדר חסימה ספציפית של צינור הלבלב מגביל את המשמעות הקלינית שלו בהדמיית דלקת לבלב חסימתית. למרות שקשירה כירורגית מחקה טוב יותר את האופי החסימתי של CP אנושי, היא פולשנית מאוד, קשה לביצוע, ולעתים קרובות מובילה להשפעות מערכתיות חמורות, מה שמפריע לחקר פתולוגיות צינוריות מקומיות.
בהתמודדות עם מגבלות אלה, הוצע מודל CP חסימתי חדש באמצעות אלקטרו-קואגולציה. בדומה לעיקרון של קשירת צינורות הלבלב, הוא חוסם את צינור הלבלב אך קל יותר לביצוע ובעל אחוזי הצלחה גבוהים יותר. חוקרים הציעו כי אבלציה בגלי רדיו בצינור הלבלב הראשי של חזירים היא שיטה בטוחה ויעילה לגרימת ניוון לבלב5, מה שמצביע גם על כך שניתוק צינור הלבלב הראשי עם אלקטרו-קואגולציה בתדר גבוה עשוי לייצר השפעות דומות. טכניקה זו כוללת ניקוב צינור הלבלב לאחור והזרקת תמיסת מתילן כחולה לצביעה צינורית, ואחריה אלקטרו-קואגולציה כדי לגרום לחסימת צינור מקומית (איור 1). גישה זו מזרזת דלקת ופיברוזיס המחקה CP חסימתי אנושי תוך הימנעות מתגובה דלקתית נרחבת וסיבוכים מערכתיים. בהשוואה למודלים קונבנציונליים, מודל האלקטרו-קרישה מציע מספר יתרונות: הוא מכוון במיוחד לצינור הלבלב, מפחית את השונות ומפחית סיבוכים מערכתיים. הוא מספק גישה ספציפית יותר למחלה, ניתנת לשחזור ורב-תכליתית להבנת המנגנונים העומדים בבסיס חסימת צינורות ב-CP ותפקידה בהתקדמות המחלה.
כל הניסויים בבעלי חיים שתוארו אושרו על ידי הוועדה לשימוש וטיפול בבעלי חיים של האוניברסיטה הרפואית של הצי. ודא שכל חומרי הניתוח סטריליים.
1. לפרוטומיה
2. איתור וחשיפת הלבלב
3. מעקב אחר אתר הניתוח
4. אינדוקציה של הליך אלקטרו-קואגולציה
5. שמירה על בעלי חיים
6. שיטות לאנליזה
החיות חולקו לקבוצת ביקורת (רק הזרקה של מתילן כחול לקרישה חשמלית) וקבוצת קרישה חשמלית, בסך הכל 20 עכברים בכל קבוצה. שיעור התמותה היה 0% בקבוצת הביקורת ו-15% בקבוצת הקרישה החשמלית; אחוזי ההצלחה של בניית המודל (מספר עכברי המודל החיים) עמדו על 71%. בכל קבוצה נבחרו תריסר בעלי חיים להערכה פתולוגית. שלושה עכברים בכל קבוצה נבחרו באופן אקראי ביום ה-7, ה-14,ה-21 וה-28 לצביעה HE, מאסון ואימונוהיסטוכימיה. תהליך המידול מוצג באיור 1. לאחר מעקב עם מתילן כחול, קרשנו את המיקום בין צינור המרה המשותף לעורק הלבלב העליון הקדמי על הלבלב של עכברים. אם אזור הקרישה החשמלית נבחר בחלק האמצעי והתחתון של המיקום עם שטח של פחות משליש, סביר להניח שההשפעה לא תעמוד בציפיות. עם זאת, אם הוא עולה על 2/3, סביר להניח שהעכברים ימותו תוך 72 שעות מרגע הקרישה החשמלית, מה שככל הנראה נובע מדלקת לבלב חריפה חמורה המתרחשת לאחר חסימה מוחלטת של צינור הלבלב.
מכאן אנו מסיקים כי ביום ה -14 לאחר קרישה חשמלית, ניתן להבחין בתמונה היסטולוגית של דלקת לבלב כרונית בלבלב של עכברים (כפי שמוצג באיור 1), שאינו חסום לחלוטין אלא נוצר לאחר חסימה חלקית של צינור הלבלב. הרקמה ביום השביעי הראתה בצקת קלה ברקמות, והרקמה לא הראתה עדות לדלקת לבלב כרונית. ביום ה-14, צביעת HE של רקמת הלבלב הראתה שתאי אצינר בלבלב התפזרו. ביום ה -21 התאוששה בהדרגה מידת הדלקת של תאי האצינר ברקמת הלבלב. היו סימנים של היפוך השינויים הפתולוגיים ברקמה ביום ה-28 (איור 2). זה יכול לנבוע מחוסר קרישה לא מספקת של צינור הלבלב במהלך תהליך האלקטרו-קואגולציה, כמו גם מההשפעה המפצה של צינור הלבלב שנותר לאחר חסימה חלקית של צינור הלבלב.
צביעת מאסון הראתה כי מידת הפיברוזיס בקבוצת הניתוח הייתה חמורה משמעותית מזו בקבוצת הניתוח המדומה. הציונים האימונוהיסטוכימיים לצביעה של col-1 ו-SMA (אלפא-שריר חלק) היו גבוהים יותר (איור 3). נוכחות של דלקת לבלב כרונית ברקמת הלבלב נצפתה על ידי ניתוח פתולוגי ביום 14, והשינויים לפני ואחרי הושוו על ידי צביעת HE רק בניתוח פתולוגי לאחר מכן. באמצעות ניתוח האינדיקטורים הביוכימיים בסרום, ריכוזי עמילאז, בילירובין וחומצה היאלורונית בסרום נמצאו גבוהים יותר בקבוצת הקרישה החשמלית מאשר בקבוצת הביקורת, מה שמעיד על התחלה של דלקת לבלב כרונית (איור 4).

איור 1: המחשה סכמטית של דלקת לבלב כרונית חסימתית הנגרמת באמצעות אלקטרו-קואגולציה בעכברים. אנא לחץ כאן לצפייה בגרסה גדולה יותר של איור זה.

איור 2: צביעת המטוקסילין-אאוזין של רקמות הלבלב לאורך זמן. אנא לחץ כאן לצפייה בגרסה גדולה יותר של איור זה.

איור 3: צביעת המטוקסילין-אאוזין ומאסון ואימונוהיסטוכימיה של הלבלב. קיצורים: Col-1 = אלפא-1 סוג 1 קולגן; SMA = אקטין שריר חלק אלפא. אנא לחץ כאן לצפייה בגרסה גדולה יותר של איור זה.

איור 4: תוצאות מייצגות של מדדים ביוכימיים בסרום של עכברים בתקופות שונות. (A) ריכוז חומצה היאלורונית בסרום (מק"ג/ליטר). (B) ריכוז בילירובין בסרום (mmol/L). (C) ריכוז עמילאז בסרום (U/dL). אנא לחץ כאן לצפייה בגרסה גדולה יותר של איור זה.
הסיכון והחומרה של דלקת הלבלב נקבעים עלידי גורמים גנטיים וסביבתיים כאחד. ריפוי מלא של דלקת לבלב קלינית הוא מטרה בגסטרואנטרולוגיה, כאשר יצירת מודלים של בעלי חיים היא הצעד הראשון. קיימות שיטות שונות להקמת מודלים אלה, כל אחת עם היתרונות והחסרונות שלה 7,8,9,10,11.
מנתחים השתמשו באלקטרו-קואגולציה בתדר גבוה כדי לבצע אבלציה תרמית אנדולומינלית (ETHA) בצינור הלבלב הראשי כדי להפחית את הפרשת הלבלב החיצונית, ובכך להפחית את השכיחות של פיסטולה בלבלב לאחר הניתוח (POPF) לאחר כריתת הלבלב (PD)12. זה מצביע על כך ששיטת האבלציה התרמית הגורמת לניוון הלבלב יושמה בפרקטיקה הקלינית. פיתחנו מודל חדש של דלקת לבלב חסימתית על ידי שימוש במתילן כחול כדי לדמיין את צינור הלבלב וקרישה מדויקת שלו.
C57BL/6 עכברים זכרים בני 8 שבועות נבחרו לניסוי זה. לעכברים נקבות יש מחזור רבייה, ולרמות ההורמונים בגוף עשויה להיות השפעה על נתוני הניסוי. בגיל 8 שבועות, העכברים היו בשיא חייהם עם איברי גוף בוגרים ומדד בריאות לחיים טובים, והעכברים הזכרים באותו גיל היו חזקים יותר בגודלם. בחודש התצפית שלאחר הניתוח, דגמנו לבלב עכברים ב-7, 14, 21 ו-28 ימים; התוצאות המתקבלות לאחר 14 יום תואמות ביותר את המאפיינים הפתולוגיים של דלקת הלבלב.
ישנן מספר אזהרות לגישה זו. ראשית, יש להדק את צינור המרה המשותף קרוב ככל האפשר להילום הכבד כדי להקל על הזרקת הצבע לצינור הלבלב. שנית, יש לשים לב למהירות וזמן הזרקת צבע כחול מתילן לצינור הלבלב. לא ניתן לראות את צינור הלבלב עם מעט מדי תמיסת צבע, ויותר מדי תמיסת צבע תפריע לזיהוי מיקום צינור הלבלב הראשי בשדה הניתוח. שלישית, קרישה חשמלית הופסקה כאשר לא ניתן היה לראות את תמיסת הצביעה הכחולה. בניסויים אלה מבוצע ניתוח באזור המצוין על ידי כתם המתילן הכחול, מכיוון שאזור הלבלב של העכבר שנקרש יהיה שונה, וזו הסיבה שהכתם הכחול מתילן משמש למעקב אחר צינור הלבלב. רביעית, יש להפסיק מיד כל דימום בלבלב במהלך הניתוח. במקביל, יש להשתמש בסכין האלקטרו-קואגולציה לחיתוך הלבלב. אם סכין האלקטרו-קואגולציה דבוקה ללבלב מכל סיבה שהיא, יש להאריך את זמן האלקטרו-קואגולציה. זוהי הדרך הנפוצה ביותר למנוע התרחשות של סיבוכים חמורים לאחר הניתוח הנגרמים כתוצאה מדליפת לבלב.
עם זאת, ישנם חסרונות לשיטה זו. מיומנות המפעיל משפיעה ישירות על תוצאת הניסוי, ואחידות הניתוח בין עכברים שונים משפיעה על אחוזי ההצלחה של המודל. מודל זה מדמה את ההשפעות של אבני מרה או חסימת צינור הלבלב, מה שמוביל להתקפים חוזרים ונשנים של דלקת לבלב חריפה, שבסופו של דבר גורמת לדלקת לבלב כרונית. זה יכול להסביר את רמות הבילירובין הגבוהות. לכן, ניתן לפתח מודל זה גם כמודל דלקת לבלב חריפה המבוסס על מידת הקרישה החשמלית. ניסויים מוקדמים בלבלב של עכברים 3 ימים לאחר קרישה חשמלית הראו מאפיינים של דלקת לבלב חריפה, אך סיבוכים לאחר הניתוח הורידו את שיעור ההצלחה של המודל לדלקת לבלב חריפה. עם זאת, לא ניתן לשלול כי ייתכן שהחום שנוצר על ידי האלקטרו-קאווטרציה במהלך תהליך האלקטרו-קואגולציה התפשט לצינור המרה הראשי. כדאי לחקור את השאלה כיצד לגרום ביציבות לדלקת לבלב חריפה באמצעות אלקטרו-קואגולציה.
בהשוואה לשיטת הזרקת הסרולין המסורתית, הדורשת זריקות חוזרות ונשנות לאורך מספר שבועות, שיטת האלקטרו-קרישה חוסכת זמן ונוחה יותר. בעוד שהזרקת סרולין מדגימה יציבות מצוינת וקלות פעולה, קרישה חשמלית אורכת ~20 דקות וחוסכת זמן ניסוי לאחר מכן.
פיתוח מודלים חדשים נועד לחקור את ההיסטוריה הטבעית של המחלה ולפתח טיפולים ממוקדים. המודל החדש שלנו מסייע בהדמיית דלקת לבלב כרונית הנגרמת על ידי חסימת צינור הלבלב בעכברים, כולל דלקת לבלב כולנגיופנקראטוגרפיה פוסט-אנדוסקופית (ERCP)13.
המחברים מצהירים שאין להם ניגודי אינטרסים.
עבודה זו נתמכה על ידי התוכנית הכללית של הקרן הלאומית למדעי הטבע של סין (מענק מס' 81770642), התוכנית הכללית של הקרן הלאומית למדעי הטבע של סין (מענק מס' 82170657), פרויקט של ועדת הבריאות פודונג של שנחאי (מענק מס. PWYgf2021-08), וקרן מדעי הטבע של מחוז ג'ג'יאנג (LGF22H030014). הצבעים מולאו בעזרת BioRender.com.
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| קליפס מיקרווסקולרי 16 מ"מ | סטרונגר, נינגבו, סין | ||
| תפר נספג | מפעל המכשור הרפואי יאנגג'ואו ג'ינחואן | 4-0 | - |
| קרפרופן | שנחאי מקלין ביוכימיה בע"מ. | C830557-5 גרם | - |
| צינור קפילרי | טייגון, ארה"ב | AAQ(AAD)04091 | 0.25 x 0.3 מ"מ |
| סכין אלקטרוקואגולציה | שון יה ציוד רפואי בע"מ, נינגבו, סין | שון יה BDDD-יה-DF-1 | |
| מספריים לעיניים | |||
| הזרקת הידרוכלוריד קטמין (Ketaset CIII) | זוטיס בע"מ. | S5564 | - |
| תמיסת צביעת מתילן כחולה | סולארביו, שנגחאי, סין | G1303 | |
| תפר פוליפרופילן מונופילמנט 4-0 לא סופג | ג'ינחואן, שנגחאי, סין | ||
| מיקרוסקופ תפעולי | מורזידר, גואנגדונג, סין | MSD203 | |
| מלקחיים עיניים | |||
| מטוש ראש עגול | אולגה שרר, חואקסימדיקל, סין | ||
| מחט מזרק | מינאנק, ג'ג'יאנג, סין | 0.25 מ"מ | |
| מלקחיים רקמתיים | |||
| מספריים לרקמות | תאגיד טכנולוגיית הכלים של שנגחאי פוקסין | ||
| הזרקת הידרוכלוריד קסילזין | Bayer Animal Health | XYL-50-20 | - |
בקש הרשאה לשימוש חוזר בטקסט או באיורים של מאמר JoVE זה
בקש הרשאה