מאמר שיטה

הקמת מודל חזירים לחקר שימור והשתלה דינמית של הרחם

705 צפיות

⸱

DOI:

10.3791/67357

⸱

20 בדצמבר 2024

 ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  , 
1Center for Engineering in Medicine and Surgery, Massachusetts General Hospital, Harvard Medical School, 2Shriners Children's Boston, 3Plastic Surgery Research Laboratory, Department of plastic and reconstructive surgery, Massachusetts General Hospital, Harvard Medical School, 4Department of Gynecology and Obstetrics, CHU de Rennes, University of Rennes, 5Division of Plastic Surgery Research, Vascularized Composite Allotransplantation Program Development, Cedars-Sinai Hospital, 6Department of Plastic, Reconstructive and Aesthetic Surgery, CHU de Rennes, University of Rennes, 7SITI Laboratory, UMR1236 INSERM, Établissement Français du Sang, University of Rennes

במאמר זה

סיכום

מתואר מודל רחם חזירים מפורט וניתן לשחזור, החל מרכש כירורגי ועד להתחלת זלוף מכונה, המאפשר לחקור את שימור הרחם בהשתלה.

תקציר

נכון להיום, השתלת רחם היא האפשרות היחידה עבור נשים עם אי פוריות רחם מוחלטת, כמו אלו עם תסמונת רוקיטנסקי, לחוות הריון וללדת. למרות העניין הגובר בהשתלת רחם בשנים האחרונות, מספר נושאים עדיין דורשים מחקר נוסף, כולל פגיעה באיסכמיה-רפרפוזיה והשפעתה על איכות השתל ודחייתו. ספרות עדכנית הדגישה שיעור סיבוכים טרומבוטיים של עד 20% לאחר השתלת רחם. סוג זה של סיבוך עלול לנבוע מנזק לתאי אנדותל הנגרם על ידי היפוקסיה, מה שמוביל לעתים קרובות לדחיית שתל הרחם. היפוקסיה נגרמת במהלך אחסון קר סטטי, שנשאר תקן הזהב לשימור השתלים בהשתלת איברים מוצקים. לאחרונה, הוכח כי שימור דינמי באמצעות זלוף מכונה משפר את האחסון לטווח ארוך של איברים קונבנציונליים ושוליים על ידי הפחתת פגיעה איסכמית והיפוקסית. בפרוטוקול זה, אנו שואפים לתאר כל שלב כירורגי הכרוך ברכש רחם חזירי ושימור דינמי, המבוסס על שני פדיקלים ברחם, כדי לאפשר חיבור והתחלה של פרוטוקול זלוף המכונה.

מבוא

השתלת רחם (UTx) התפתחה משמעותית בעשר השנים האחרונות, כאשר מספר צוותים החלו בתוכניות מחקר קליניות. נכון להיום, האינדיקציה העיקרית ל-UTx היא אי פוריות רחמית מוחלטת עקב אגנזה של הרחם, כולל תסמונת מאייר-רוקיטנסקי-קיסטר-האוזר (MRKH). תסמונת MRKH היא הפרעה מולדת עם שכיחות של אחת מכל 5,000 לידות חי נקבות1. UTx יכול לטפל בגורמים נוספים לאי פוריות, כולל אלה הנובעים מכריתת רחם עקב מחלה ממארת, דימום לאחר לידה, שרירנים ברחם, השלכות זיהומיות ומומים מולדים שונים. זה מצביע על כך שכ-1 מכל 500 נשים עשויה להיות זכאית ל-UTx.

ה-UTx הקליני הראשון אי פעם התרחש בשנת 2000 בערב הסעודית2, אך סיבוכים בכלי הדם הובילו לכריתת רחם שלושה חודשים לאחר מכן. מאז, בוצעו מספר מקרים של UTx, המבוססים על תורמים חיים ומתים כאחד, וכתוצאה מכך יותר מ-80 לידות חי 3,4. בדומה לתחום השתלת איברים מוצקים והשתלות אלוקולריות מרוכבות (VCA), דחייה חיסונית היא אתגר משמעותי ב-UTx. 5 מספר גורמים יכולים להוביל לדחיית השתל, כולל כשל מיקרו-סירקולטורי וקיפאון ורידי, שניהם עלולים להוביל לסיבוך פקקתי. בסקירה שנערכה לאחרונה בחקר כלי דם ברחם בהשתלה, קריסטק ועמיתיו דיווחו על עד 15% פקקת עורקים ו-5% פקקת ורידים6. בנוסף, איסכמיה קרה וחמה הם גורמים קריטיים שיש לטפל בהם להשתלה מוצלחת, שכן פגיעה באיסכמיה-רפרפוזיה (IRI) עלולה להוביל לתפקוד לקוי של השתל ולדחייה חריפה 7,8. מיוציטים מגיבים ללחץ איסכמי על ידי ייצור לקטט עד 6 שעות9, ולאחר מכן נזק לתאי השריר הוא בלתי הפיך. ההשפעה של איסכמיה קרה על השריר תועדה במחקרים קליניים, והוכח כי השימוש בתמיסה תוך-תאית דמוית אוניברסיטת ויסקונסין במהלך אחסון קר סטטי (SCS) משפר את השימור עם תגובה התכווצות טובה יותר לפרוסטגלנדין וריכוזי ATP גבוהים יותר בהשוואה לתמיסת אצטט של רינגר10. עם זאת, ההשפעה של איסכמיה חמה וקרה נותרה נחקרת בצורה גרועה ב-UTx.

SCS נותר תקן הזהב לשימור VCA, כולל הרחם, ולרוב השתלות האיברים המוצקים. עם זאת, בשנים האחרונות, התקדמות משמעותית במערכות זלוף מכונות ופתרונות שימור הובילו לשינוי פרדיגמה. ישנן כיום ראיות חזקות התומכות בכך שזלוף מכונה דינמי יכול לשפר ולהאריך את השימור של איברים מוצקים בריאים ושוליים 11,12,13,14,15. טכניקה זו משמשת כיום בדרך כלל בפרקטיקה הקלינית להשתלת ריאות, לב, כבד וכליות 14,16,17,18. שימור איברים דינמי הוכיח יתרונות מרובים, כולל מזעור איסכמיה קרה ופגיעות היפוקסיה על ידי אספקת חמצן רציפה ואספקת חומרים מזינים, פינוי מטבוליטים רעילים ושיפור איכות השתל ופרמטרי הכדאיות12,19. פותחו מספר אופנים, החל מהיפותרמיה ועד זלוף מכונה נורמותרמית (עם או בלי נושאי חמצן), עם מספר פרפוזטים זמינים, אך רק מעטים נבדקו על הרחם20. כדי להבטיח את התרומה המשמעותית של נקודות מבט מחקריות כאלה, יש חשיבות מכרעת למודלים כירורגיים פרה-קליניים רלוונטיים.

בעבודה זו, זלוף מכונה תת-נורמותרמית (SNMP) משמש כשיטת שימור איברים דינמיים מחומצנים בטמפרטורת החדר (בסביבות 20 מעלות צלזיוס) על ידי זרימת פרפוזה דרך משאבת רולר ומחמצן. נעשה שימוש במודל חזירי הרלוונטי למחקרים על UTx ושימור בשל הדמיון שלו למערכת הרבייה האנושית מבחינת אנטומיה, פיזיולוגיה וגודל כלי דם21,22. הרחם נרכש לאחר מוות במחזור הדם, מה שמספק רלוונטיות לתרומה לאחר מוות לבבי ומרמז על אפשרות לעיכוב ברכישה לאחר כל שאר האיברים המוצקים הרלוונטיים23,24. בנוסף, מודל זה מקל על פיתוח מחקרי שימור רחם במעבדות השתלות מבוססות המתמקדות באיברים אחרים, תוך יישום עקרונות "3Rs"25. המטרה היא לבסס מודל שימור חדש המבוסס על פדיקל רחמי ולהעריך את אמינותו לשימור דינמי. כל שלבי ההליך מפורטים, מכריתת הרחם ועד לשימור, ומקיפים נקודות מפתח מודגשות בשימוש ב-SNMP.

הפרוטוקול המתואר להלן קדם לניסוי מקדים המבוסס על משאבה בודדת ומערכת זרימה "צינורית Y" לשני עורקי הרחם (איור משלים 1). לאחר 4 שעות-SNMP, האיבר עלה ביותר מ-50% ממשקלו ההתחלתי. זרימה, לחץ, התנגדות ושונות במשקל מוצגים באיור משלים 2. מערכת זלוף אחת שהופרדה לשתי זרימות לא אפשרה אפנון של כל קצב זרימה ללחץ של כל צד. במקרה זה, SNMP הוביל לבצקת משמעותית במחצית האיבר (איור משלים 3). מערכת זו התגלתה כלא מתאימה למודל הרחם, בין היתר מכיוון שאין להתייחס אליה כמודל סימטרי לחלוטין. לכן, נעשה שימוש בשתי מערכות של זלוף מכונה בפרוטוקול זה, אחת לכל עורק רחם.

פרוטוקול

כל בעלי החיים קיבלו טיפול הומני בהתאם למדריך המכון הלאומי לבריאות לטיפול ושימוש בחיות מעבדה, והפרוטוקולים אושרו על ידי הוועדה המוסדית לטיפול ושימוש בבעלי חיים של בית החולים הכללי של מסצ'וסטס (IACUC). בסך הכל, 6 נקבות מיני-חזירות יוקטן במשקל 30-40 ק"ג שימשו לרכש רחם, כאשר ארבע רחם עברו SNMP. כל בעלי החיים עברו הפרין במינון מלא אחד (100 יחב"ל/ק"ג) לפני המתת חסד. רכישת איברים התרחשה לאחר המוות עם פחות מ-60 דקות של איסכמיה חמה. ניתן היה לקצור איברים אחרים מאותו תורם למחקרים שונים, על פי עקרונות "3Rs"25. עיין בטבלת החומרים לפרטים על כל הריאגנטים והציוד המשמשים בפרוטוקול.

1. הכנה טרום ניתוחית (יום לפני הניתוח)

  1. הכן את תמיסת הפרפוזה. עבור זלוף מכונה תת-נורמותרמית, נעשה שימוש בפתרון Steen+ המותאם ל-VCA26,27. נעשה שימוש בליטר אחד של תמיסה לרחם, וההרכב מפורט בטבלה 1.
    הערה: כמות גדולה של נתרן הידרוקסיד מתווספת לפרפוזה במטרה להשיג pH של סביב 7.5-7.6. ערך זה גבוה במפורש אך הכרחי מכיוון שה-pH נוטה לרדת כאשר המכונה מופצת ומחומצנת בתערובת קרבוגן (95% חמצן; 5% פחמן דו חמצני).
  2. הגדר את מערכת הזלוף של המכונה (איור 1). בדוק אם יש נזילות ובועות כאשר מופץ פרפוזה.

2. רכש רחם לאחר המוות

הערה: כדי לדמות תרומה לאחר מוות לבבי ו/או רכש לאחר המוות, יש להמית את בעל החיים בהתאם להנחיות המקומיות של IACUC. יש להעדיף הזרקה תוך ורידית של פנטוברביטל על מנת למנוע רעילות שעלולה להפריע למחקר.

  1. הנח את החיה המורדמת במצב שכיבה. שפשפו את אזור הבטן והניחו וילונות סטריליים.
  2. בצע חתך אינפרא טבורי חציוני של 10 ס"מ עם להב #20.
  3. פתח את הרקמה התת עורית ואת האפונורוזיס בעזרת אזמל חשמלי חד קוטבי.
    הערה: יש לשים לב שלא לפגוע במעיים על ידי פתיחת חלל הבטן.
  4. הניחו בצד את המעי הדק עם גזה כירורגית וחשפו את הרחם.
    הערה: אנטומיית הרחם של המודל בו נעשה שימוש מוצגת באיור 2A.
  5. המשך באופן דומה לצד שמאל וימין כדלקמן:
    1. זהה את כלי הרחם.
      הערה: וריד הרחם ממוקם לרוחב עורק הרחם (איור 3).
    2. צור פתח לרצועה הרחבה לרוחב לווריד הרחם בעזרת מלקחיים בזווית ישרה.
    3. דרך פתח זה, הכנס 2-0 תפרי קשירת משי כדי לקשור את כלי השחלה ולשחרר את הרחם מרקמת החיבור שמסביב ברצועה הרחבה באמצעות צריבה.
    4. קשרו את כלי הרחם-שחלות עם 2-0 תפרי קשירת משי והוציאו את השחלה והצינור.
    5. שלד כלי רחם וחלק אותם קרוב ככל האפשר לכלי הכסל הפנימיים.
      הערה: יש לשים לב לשמירה על הפדיקל זמן רב ככל האפשר כדי להקל על הקנולציה ולצפות לנסיגת פדיקל לאחר ניתוקו.
    6. חזור על שלבים 2.5.1-2.5.5 בצד הנגדי.
  6. הסר את הרחם על ידי חיתוך צוואר הרחם בעזרת אזמל חשמלי חד קוטבי.
    הערה: השתמש בזמן מגע ארוך כדי להבטיח קרישה תקינה של כלי צוואר הרחם, ולמנוע דליפה במהלך הזלוף.

3. הכנה לזלוף

  1. על שולחן צד יש להרחיב את שני עורקי הרחם באמצעות מרחיב מיקרו-כירורגי ולהכניס אנגיוקטטר. אבטח את הקנולציה עם קשרי משי 3-0 (איור 2B).
    הערה: כאן, אנגיוקטטר 18 G שימש לכל העורקים. יש להקפיד לא להכניס את הקטטר רחוק מדי כדי למנוע קנולציה סלקטיבית, מכיוון שההסתעפות קרובה יחסית. ורידי הרחם אינם קנולרים, מכיוון שזרימה ורידית מספיקה כדי לשמור על לומן של כלי דם אלה פתוח, מה שמאפשר איסוף קל. בנוסף לחיסכון בזמן, קנולציה טראומטית עלולה להוביל לנזק לכלי הדם ועשויה להשפיע על זרימת הוורידים.
  2. יש לשטוף לאט ידנית את שני עורקי הרחם עם 20 מ"ל תמיסת הפרין מכל צד עד שכל הכלים נשטפים החוצה והזרימות היוצאות נקיות.
    הערה: יש לשים לב לא לשטוף בלחץ גבוה, מה שעלול להוביל לפציעות מיקרו-וסקולריות ולכישלון זלוף.
  3. שקלו את הרחם.

4. זלוף מכונה תת-נורמותרמית

הערה: עבור הרחם, נדרשות שתי מערכות עצמאיות של זלוף מכונה. כל עורק רחם מחובר למערכת זלוף המורכבת ממשאבת רולר, מחמצן, מלכודת בועות וחיישן לחץ. הפרפוזה במאגר מסתובבת דרך צינורות סיליקון המחוברים לאלמנטים המפורטים לעיל לפני שהיא עוברת דרך האיבר דרך עורק הרחם לווריד הרחם בכל צד, שם הפרפוזה יוצאת ומשתחררת באותו מאגר.

  1. חבר את הרחם למערכות הזלוף של המכונה על ידי חיבור צינוריות עורק הרחם לתוך צינור הזרימה (איור 1).
  2. בעזרת משאבת הגליל, כוונן את קצב הזרימה לנמוך (2.5-4.0 מ"ל/דקה) כדי לשמור על לחץ עורקי קבוע בין 25-35 מ"מ כספית.
  3. להעריך פרמטרי כדאיות בכל נקודת זמן מוגדרת מראש הן בזרימה והן ביציאה באמצעות מזרק של 1 מ"ל וניתוח דגימות עם מכונת מערכת גזי הדם [למשל, מדדי גזי דם (pH, pCO2, pO2, לקטט, עודף בסיס, ביקרבונט), גלוקוז, נתרן, אשלגן, סידן, כלוריד].
    הערה: בפרוטוקול זה, הזלוף נמשך 4 שעות, ודגימות מהזרימה הנכנסת והיוצאת נלקחות כל 30 דקות.
  4. שקלו את הרחם בסוף הזלוף.

תוצאות

במהלך הזילוף, המערכת חוברה לחיישן לחץ שרשם את הלחץ במהלך הניסוי. הלחץ נרשם בתחילה עבור מערכת נטולת רחם, שהופחתה מרישומי הלחץ במהלך זלוף הרחם כדי להשיג את לחץ האיברים האמיתי. קצב הזרימה הותאם לשמירה על הלחץ בטווח הרצוי ונשלט על ידי משאבת הגליל. ההתנגדות חושבה באמצעות הנוסחה R = P / Q (R: התנגדות (mmHg.mL.min-1); P: לחץ (מ"מ כספית); ש: קצב זרימה (מ"ל/דקה)).

האבולוציה של פרמטרי הזלוף מוצגת באיור 4. קצב הזרימה ההתחלתי הממוצע היה 5.2 (מינימום 2.4, מקסימום 10.0) מ"ל/דקה משני הצדדים ולא השתנה הרבה במהלך הניסוי. בהתבסס על ספרות וניסויים קודמים, לחץ היעד נקבע על 25-35 מ"מ כספית. הלחץ העורקי ההתחלתי הממוצע היה 26 (מינימום 10, מקסימום 36) מ"מ כספית בצד שמאל של הרחם ו-27 (מינימום 16, מקסימום 39) מ"מ כספית בצד ימין. מכיוון שהזרימה והלחץ היו מעט יציבים ונמוכים, פרופיל ההתנגדות העורקי שהתקבל הראה גם עקומה שטוחה לאורך כל הניסוי. ההתנגדות הראשונית הממוצעת לכלי הדם הייתה 8.5 (מינימום 1, מקסימום 13.3) mmHg.mL.min-1 משני הצדדים (איור 4).

שימור SNMP הוערך על פי מספר פרמטרים מטבוליים (איור 5): פינוי לקטט (ההבדל בין יציאת לקטט לזרימת לקטט), שינוי במשקל, ההבדל בין הגלוקוז הנכנס לגלוקוז היוצא המשקף צריכת גלוקוז וצריכת חמצן. צריכת החמצן חושבה באמצעות הנוסחה O2צריכה = 0.0314 x Q x (pO2 inflow - pO2 outflow) / W (Q: קצב זרימה (מ"ל/דקה), pO2: לחץ חמצן חלקי (מ"מ כספית), W: משקל (גרם) ו-0.0314 קבוע הנרי במים ב-20 מעלות צלזיוס ו-1 אטמוספירה). הירידה ברמות הלקטט במהלך השעה הראשונה של הזלוף מצביעה על כך שהזלוף במכונה איפשר פינוי לקטט לאחר הצטברות בשלב האיסכמי החם. השינוי במשקל הראה שלאף אחד מהרחם לא הייתה בצקת. העקומה הדגישה כי הירידה במשקל התרחשה בעיקר במהלך השעתיים הראשונות וכי המשקל נוטה להתייצב לאחר מכן. הפרש הגלוקוז בין הזרימה הנכנסת לזרימה היוצאת ירד במהלך השעה הראשונה של הזלוף לפני שהתייצב בערכים נמוכים. צריכת החמצן נותרה קבועה במהלך הזילוף.

לאחר 4 שעות של SNMP, בוצעה אנגיוגרפיה בכל רחם, תוך שטיפה איטית של 20 מ"ל של חומר ניגוד בכל עורק רחם (איור 6), מה שאיפשר הערכה של עץ כלי הדם לאחר שלב השימור. בכל האיברים, המיקרו-כלי דם זוהו היטב לאורך צוואר הרחם, גוף הרחם והקרניים.

figure-results-1
איור 1: מודל כירורגי ומערכת זלוף מכונה. (A) דיאגרמה של מערכת זלוף המכונה המשמשת ל-SNMP של הרחם. (B) תצלום מייצג של רחם חזירי שעובר SNMP. אנא לחץ כאן לצפייה בגרסה גדולה יותר של איור זה.

figure-results-2
איור 2: דיאגרמה של אנטומיה של רחם אנושי (משמאל) וחזיר (מימין) המציגה את כלי הדם העיקריים דרך עורק הרחם. המאפיינים האנטומיים של רחם החזיר נובעים בעיקר מנוכחותו של גוף קטן המחולק לשתי קרני רחם גדולות. אנא לחץ כאן לצפייה בגרסה גדולה יותר של איור זה.

figure-results-3
איור 3: תצוגות תוך ואחרי ניתוח. (A) תמונה תוך ניתוחית של הרחם לאחר זיהוי כלי הרחם. (B) תמונות לאחר הניתוח של הרחם לאחר רכישה ושטיפה של הפרין-מי מלח. ת: קורפוס; ב: קרני רחם; C: צוואר הרחם; D: עורקי הרחם; E: ורידים ברחם; F: צינור; G: שחלה. אנא לחץ כאן לצפייה בגרסה גדולה יותר של איור זה.

figure-results-4
איור 4: פרופיל של פרמטרי הזלוף במהלך זלוף מכונה של 4 שעות משני צידי הרחם. (A) קצב זרימה (מ"ל/דקה). (ב) לחץ (מ"מ כספית). (ג) התנגדות עורקים מחושבת (mmHg.min.mL-1). העקומות מציינות את הממוצע עבור כל צד של הרחם, ופסי שגיאה מציינים את סטיית התקן של הממוצע. אנא לחץ כאן לצפייה בגרסה גדולה יותר של איור זה.

figure-results-5
איור 5: ניטור סמני היפוקסיה עיקריים במהלך זלוף מכונה. (A) פינוי לקטט לאורך 90 הדקות הראשונות של הזלוף לפני הייצוב. (B) המשקל יורד במהלך הזילוף. (C) ההבדל בין ריכוז הגלוקוז הנכנס לריכוז הזרימה. (ד) מחושב O2 צריכה. הנתונים מייצגים את הממוצע עבור שני צידי כל רחם, וקווי שגיאה מציגים את סטיית התקן של הממוצע. אנא לחץ כאן לצפייה בגרסה גדולה יותר של איור זה.

figure-results-6
איור 6: אנגיוגרפיה מייצגת של עץ כלי הדם ברחם לאחר שימור תת-נורמותרמי. (א) לפני הזרקת חומר ניגוד. (ב) לאחר הזרקת חומר ניגוד. אנא לחץ כאן לצפייה בגרסה גדולה יותר של איור זה.

שם הרכיבכמותשם הרכיבכמות
מים נטולי יונים1 ליטרדקסטרן שבר נמוך (~75 kDa)5 גרם
NaCl5.026 גרםסרום בקר אלבומין150 גרם
KCl0.343 גרםהידרוקורטיזון [50 מ"ג/מ"ל]0.2 מ"ל
CaCl2 . 2ח200.221 גרםדקסמתזון [1.6 גרם/100 מ"ג]4 מ"ל
נאח2פוס40.187 גרםנתרן הידרוקסיד [1 מול/מ"ל]16 מ"ל
נהקו31.26 גרםהפרין במשקל מולקולרי נמוך200 יחב"ל
MgCl2 . 6 שעות2או0.244 גרםאינסולין200 יחב"ל
D-גלוקוז4.3 גרםונקומיצין1.5 גרם
PEG (35 kDa)5 גרם

טבלה 1: הרכב תמיסת Steen+. NaCl: נתרן כלורי; KCl: אשלגן כלורי; CaCl2. 2H20: סידן כלוריד דיהידרט; NaH2PO4: נתרן דימימן פוספט; NaHCO3: נתרן ביקרבונט; MgCl2 . 6H2O: מגנזיום כלוריד הקסהידרט; יתד; פוליאתילן גליקול.

איור משלים 1: מערכת זלוף מבוססת משאבה יחידה. (A) תרשים של זלוף המכונה "מערכת Y" ששימשה לניסוי המקדים. (ב) תצלום מייצג של המערך לניסוי המקדים. אנא לחץ כאן להורדת קובץ זה.

איור משלים 2: פרופיל פרמטרי זלוף במהלך 4.5 שעות-SNMP עבור הניסוי המקדים. (א) קצב זרימה (מ"ל/דקה). (ב) לחץ (מ"מ כספית). (ג) התנגדות עורקים מחושבת (mmHg.min.mL-1). (D) המשקל גדל במהלך הזלוף. אנא לחץ כאן להורדת קובץ זה.

איור משלים 3: צילום של הרחם בסוף הניסוי המקדים (4.5 h-SNMP). ניכרת התפלגות א-סימטרית של בצקת, בעיקר בקרן הימנית (מימין לתמונה). אנא לחץ כאן להורדת קובץ זה.

דיון

השתלת רחם, הנחשבת לעתים קרובות לחלק מ-VCA, התפתחה במהירות בשנים האחרונות. במקביל, החלו לחקור זלוף מכונה ב-VCA מכיוון שהוא הראה ראיות חזקות בשיפור שימור איברים מוצקים. זלוף מכונה היפותרמי ותת-נורמותרמי איפשר שימור של עד 24 שעות בדגמי חזירים של VCA 26,27,28 שרירי עור ועצמות. מכיוון שהרחם מציב אתגרים דומים ל-VCA המכיל עצמות ועור, קריטי לחקור טכניקות דומות עבור UTx כדי לשפר את איכות השימור והתוצאות ארוכות הטווח29. מעבר לשיפור איכות האיברים, יתרון פוטנציאלי של שימור דינמי באמצעות זלוף מכונה הוא הרחבת מאגר התורמים30. שאיבת רחם מתורמים חיים טומנת בחובה סיכונים משמעותיים, כגון פגיעה בשופכה במהלך דיסקציה של עוקץ הרחם, אך גם הפרעה הורמונלית וכל הסיכונים הפוטנציאליים הקשורים לגיל המעבר המוקדם עקב כריתת השחלות שניתן לבצע31,32. המטרה של שיפור איכות איברי התורם שנפטר תמנע את הצורך בניתוח כזה בהליכי רכש של תורם חי. המטרה הסופית תהיה לאפשר רכישת רחם הן בתורמים חיים והן בתורמים מתים על מנת לענות על הצרכים של נשים עם אי פוריות רחם מוחלטת33.

מאמר זה מספק מודל ניתן לשחזור לרכש ושימור רחם חזירי באמצעות זלוף מכונה. שיפור איכות השימור ומשך הזמן רלוונטי להרחבת מאגר התורמים על ידי מתן אפשרות לתורמים מוות מוחי להיות מקורות אמינים לרכישת רחם. מבחינה קלינית, רוב ה-UTx בוצעו על סמך תורמים חיים, בעיקר בני משפחה או חברים קרובים. זמן איסכמיה הוא גורם קריטי בכדאיות האיבר הסופי, במיוחד בתורמים מתים מוחיים. IRI מוגדר על ידי נזק תאי הנגרם על ידי רצף של איסכמיה (הפרעה בזרימת הדם בעץ כלי הדם של האיבר) ורפרפוזיה (החזרת אספקת החמצן), הקשורה לעתים קרובות לעלייה בטמפרטורה, התורמת לנזק לתאים. מפל אירועים זה מייצר מיני חמצן תגובתיים, מה שמוביל בסופו של דבר לדלקת כרונית, אפופטוזיס, שחרור אנטיגן ודחיית השתל 7,8,34. זמני איסכמיה חמים (WIT) וקרים, הם גורמים קריטיים בתהליך ה-IRI, אך רק מחברים מעטים חקרו אותו ברחם. במחקר שבדק את ההשפעה של שימור SCS לטווח ארוך בעכברים UTx, ההשתלה בוצעה לאחר 24 שעות של SCS, עם הריונות מוצלחים שהתפתחו בחמישה מתוך שישה בעלי חיים. עם זאת, לאחר 48 שעות של SCS, כל ההשתלות הדגימו נמק35. במחקר אחר שהשווה UTx ב-14 כבשים לאחר 3 שעות של SCS (n = 7) ו-24 שעות של SCS (n = 7), רק 7 בעלי חיים היו בחיים 8 ימים לאחר ההשתלה, כאשר 35% מהרחם נחשבו כברי קיימא מבחינת בצקת ונמק, 2 רחמים בקבוצת SCS של 3 שעות ו-3 רחמים בקבוצת SCS34 שעות 36. מעניין שהתכווצות השריר נשמרה ברחם בר-קיימא, אך הערכת השיטה לא צוינה. זה מדגיש את החשיבות הקריטית של התחשבות בכך שהשתלת רחם מוצלחת כוללת לא רק השתלה בת קיימא אלא גם וסת תפקודית והריון מוצלח. בהקשר זה, הפחתת IRI וההשלכות השליליות שלהן היא ראשונית כדי לאפשר שיפור באיכות השתל ושיעורי הצלחה טובים יותר של לידת חי. כדי להבטיח עקביות, הקפדנו לקצור את כל האיברים לאחר WIT דומה. כל כלי הדם בתוך הרצועה הרחבה נקרשו או נקשרו כדי להבטיח מדידת לחץ רלוונטית וזלוף נימי הולם לכל האיבר. צנתור הוא נקודה קריטית נוספת בה יש להקדיש תשומת לב לאבטחת הצינורית תוך הימנעות מפגיעה בכלי הדם.

הניסוי המקדים עם "מערכת Y" הוביל לאופטימיזציה של שתי מערכות זלוף עצמאיות, המתייחסות לכל עורק רחם בנפרד. ואכן, אחד הפרמטרים הקריטיים הוא קצב הזרימה ולחץ הזלוף26,27, המובילים להתאמת קצב הזרימה, המשקף את ההתנגדות הכוללת של כלי הדם של האיבר. זרימה דו-צדדית אופטימלית אפשרה פינוי לקטט מכל צד של האיבר, כפי שמודגש בתוצאות שלנו (איור 5), כמו גם מדידות רציפות של הבדלי עורקים-ורידים עבור כל הפרמטרים המטבוליים. בטמפרטורה תת-נורמותרמית, חמצון מחדש של התאים על ידי זלוף מכונה מאפשר חיסול של לקטטים שהצטברו במהלך השלב המטבולי האנאירובי הקשור להיפוקסיה והיפופרפוזיה במהלך הרכש והקנולציה, תוך שמירה על פעילות מטבולית נמוכה והימנעות מריבאונד לקטט. תוצאות דומות נמצאו בגפיים האחוריות של חולדות19. במודל אנטומי אחר, דיון ועמיתיו הראו גישה שונה על ידי קצירת הרחם עם אבי העורקים במחקר הזלוף ההיפותרמי שלהם37. יהיה מעניין מאוד למחקרים עתידיים להשוות כראוי זלוף יחיד מבוסס אבי העורקים למודל שפותח בפרוטוקול שלנו.

בעוד שמתואר כאן מודל הניתן לשחזור לזלוף מכונה של הרחם החזירי, דאגה מרכזית אחת היא ההתאמה להשתלה נוספת. על מנת לאשר את יעילותם של פרוטוקולי שימור, השתלה היא חיונית מכיוון שהיא משחזרת את הסביבה הקלינית. זה דורש אנסטומוזה מיקרוכירורגית עורקית וורידית. מספר מחקרים הראו כי ניתן להשתמש בווריד הרחם-שחלות ב-UTx קליני כאשר וריד הרחם אינו בקליבר מספיק כדי להבטיח ניקוז ורידי 38,39. מגבלה אחת במודל זה היא חוסר שימור של וריד הרחם-שחלות. עם זאת, לא נרשמה בצקת גדולה לאחר 4 שעות SNMP בכל השכפולים שנכללו, ויציאה ורידית רציפה נצפתה מכל ורידי הרחם. זה מצביע על הבדל בין המודל האנושי למודל החזיר עם פוטנציאל לפשט את הליכי UTx במיני-חזירים ביוקטן. מחקרים נוספים צריכים לכלול הארכת זמן הזלוף מעבר ל-4 שעות כדי לקבוע את גבולות השימור הדינמי. לסיכום, מאמר זה מתאר מודל רחם חזירי הניתן לשחזור לחקר שימור מבוסס זלוף מכונה ומספק משאב רב ערך למיקוד IRI במטרה להגדיל את המספר הכולל של איברים זמינים עבור UTx.

גילויים

לכל המחברים אין אינטרס כלכלי להצהיר עליו.

תודות

עבודה זו מומנה בחלקה על ידי המכון הלאומי לבריאות תחת פרס מס' R01AR082825 (BEU) ו-Shriners Children's 84308 (YB). HO ו-YB קיבלו מימון מ-Fondation des Gueules Cassées. התמיכה של Société Française de Chirurgie Plastique, Reconstructrice et Esthétique (SOFCPRE, צרפת) ו-CHU de Rennes (צרפת) ל-YB זוכה להכרה רבה.

חומרים

רשימת החומרים שנעשה בהם שימוש במאמר זה
שםחברהמספר קטלוגהערות
מערכת חמצון Affinity PixieMedtronicBBP241Oxygenator
Bovin סרום אלבומיןסיגמא-אולדריץ'A9647רכיב פרפוזה
סידן כלוריד דיהידראטסיגמא-אולדריץ' 223506רכיב פרפוזה
פחמן דו חמצני חמצןגז אוויר UN3156תערובת חמצן פחמן דו חמצני  גז 
D-(+)-גלוקוז מונוהידראטסיגמא-אולדריץ'49159רכיב פרפוזה
דקסמתזוןסיגמא-אולדריץ'D2915רכיב פרפוזה
Dextranתרמו מדעי406271000רכיב פרפוזה
הזרקת נתרן הפריןEugia Pharma63739-953-25רכיב פרפוזה
הומילין אינסולין רגיללילי אנושית0002-8215-01רכיב פרפוזאט
הידרוקורטיזון נתרן סוקסינטפייזר0009-0011-03רכיב פרפוזה
מגנזיום כלוריד הקסה-הידראטסיגמא-אולדריץ'M9272רכיב פרפוזה
MasterFlex L/SCole-Parmer77200-32משאבת רולר
פוליאתילן גליקול 35000סיגמא-אולדריץ'25322-68-3רכיב פרפוזה
אשלגן כלוריסיגמא-אולדריץ'7447-40-7צג לחץ רכיב פרפוזה
, נייד, PM-P-1מערכות חיות מכשורPM-P-1חיישן לחץ
Radnoti  תא תאימות למלכודת בועות מלכודת בועותRadnoti130149מלכודת בועות
RAPIDPoint500גז הדםשל סימנס500
נתרן ביקרבונטסיגמא-אולדריץ'S5761רכיב פרפוזה
נתרן כלוריסיגמא-אולדריץ'S9888רכיב פרפוזה
נתרן הידרוקסידסיגמא-אולדריץ'72068רכיב פרפוזה
נתרן פוספט מונובאסיק דיהידרט סיגמא-אולדריץ'71505רכיב פרפוזה
מזרק 1 מ"לBD309659רכש לדוגמא
ונקומיצין הידרוכלורידצפחה לרוץ תרופות70436-021-82רכיב פרפוזה
מערכת

מקורות

  1. Ejzenberg, D., et al. Livebirth after uterus transplantation from a deceased donor in a recipient with uterine infertility. Lancet. 392 (10165), 2697-2704 (2019).
  2. Fageeh, W., Raffa, H., Jabbad, H., Marzouki, A. Transplantation of the human uterus. Int J Gynaecol Obstet. 76 (3), 245-251 (2002).
  3. Lavoue, V., et al. Which donor for uterus transplants: brain-dead donor or living donor? A systematic review. Transplantation. 101 (2), 267-277 (2017).
  4. Brännström, M., et al. Registry of the International Society of Uterus Transplantation: First report. Transplantation. 107 (1), 172-181 (2023).
  5. Van Dieren, V., et al. Acute rejection rates in vascularized composite allografts: A systematic review of case reports. J Surg Res. 298, 33-44 (2024).
  6. Kristek, J., et al. Human uterine vasculature with respect to uterus transplantation: A comprehensive review. J Obs Gynaecol Res. 46 (11), 1999-2007 (2020).
  7. He, J., Khan, U. Z., Qing, L., Wu, P., Tang, J. Improving the ischemia-reperfusion injury in vascularized composite allotransplantation: Clinical experience and experimental implications. Front Immunol. 13, 998952(2022).
  8. Ponticelli, C. Ischaemia-reperfusion injury: A major protagonist in kidney transplantation. Nephrol Dial Transplant. 29 (6), 1134-1140 (2014).
  9. Harris, K., et al. Metabolic response of skeletal muscle to ischemia. Am J Physiol. 250 (2 Pt 2), H213-H220 (1986).
  10. Wranning Almen, C., et al. Short-term ischaemic storage of human uterine myometrium--basic studies towards uterine transplantation. Hum Reprod. 20 (10), 2736-2743 (2005).
  11. Bodewes, S. B., et al. Oxygen transport during ex situ machine perfusion of donor livers using red blood cells or artificial oxygen carriers. Int J Mol Sci. 22 (1), 235(2020).
  12. Boncompagni, E., et al. Decreased apoptosis in fatty livers submitted to subnormothermic machine-perfusion respect to cold storage. Eur J Histochem. 55 (4), e40(2011).
  13. Czigany, Z., et al. Hypothermic oxygenated machine perfusion reduces early allograft injury and improves post-transplant outcomes in extended criteria donation liver transplantation from donation after brain death: Results from a Multicenter Randomized Controlled Trial (HOPE ECD-DBD). Ann Surg. 274 (5), 705-712 (2021).
  14. Markmann, J. F., et al. Impact of portable normothermic blood-based machine perfusion on outcomes of liver transplant: The OCS Liver PROTECT randomized clinical trial. JAMA Surg. 157 (3), 189-198 (2022).
  15. Cypel, M., et al. Normothermic ex vivo lung perfusion in clinical lung transplantation. New Eng J Med. 364 (15), 1431-1440 (2011).
  16. Roesel, M. J., Ius, F., Knosalla, C., Iske, J. The role of ex-situ perfusion for thoracic organs. Curr Opin Organ Transplant. 27 (5), 466-473 (2022).
  17. Michel, S. G., et al. Twelve-hour hypothermic machine perfusion for donor heart preservation leads to improved ultrastructural characteristics compared to conventional cold storage. Ann Transplant. 20, 461-468 (2015).
  18. Ghoneima, A. S., Sousa Da Silva, R. X., Gosteli, M. A., Barlow, A. D., Kron, P. Outcomes of kidney perfusion techniques in transplantation from deceased donors: A systematic review and meta-analysis. J Clin Med. 12 (12), 3221(2023).
  19. Charlès, L., et al. Effect of subnormothermic machine perfusion on the preservation of vascularized composite allografts after prolonged warm ischemia. Transplantation. 108 (5), e280-e290 (2024).
  20. Duru, Ç, et al. Review of machine perfusion studies in vascularized composite allotransplant preservation. Front Transplantation. 2, 103-111 (2023).
  21. Brännström, M., Diaz-Garcia, C., Hanafy, A., Olausson, M., Tzakis, A. Uterus transplantation: Animal research and human possibilities. Fertil Steril. 97 (6), 1269-1276 (2012).
  22. Wranning, C. A., et al. Auto-transplantation of the uterus in the domestic pig (Sus scrofa): Surgical technique and early reperfusion events. J Obstet Gynaecol Res. 32 (4), 358-367 (2006).
  23. Croome, K. P., et al. American Society of Transplant Surgeons recommendations on best practices in donation after circulatory death organ procurement. Am J Transplant. 23 (2), 171-179 (2023).
  24. Dickens, B. M. Legal and ethical issues of uterus transplantation. Int J Gynaecol Obstet. 133 (1), 125-128 (2016).
  25. Díaz, L., et al. Ethical considerations in animal research: The Principle of 3R's. Rev Invest Clin. 73 (4), 199-209 (2020).
  26. Goutard, M., et al. Machine perfusion enables 24-h preservation of vascularized composite allografts in a swine model of allotransplantation. Transpl Int. 37 (1), 102-111 (2024).
  27. Berkane, Y., et al. Towards optimizing sub-normothermic machine perfusion in fasciocutaneous flaps: A large animal study. Bioengineering (Basel). 10 (12), 1545(2023).
  28. Brouwers, K., et al. 24-hour perfusion of porcine myocutaneous flaps mitigates reperfusion injury: a 7-day follow-up study. Plast Reconstr Surg Glob Open. 10 (2), e4123(2022).
  29. Richter, O., et al. Extracorporeal perfusion of the human uterus as an experimental model in gynaecology and reproductive medicine. Human Reprod. 15 (6), 1235-1240 (2000).
  30. O'Neill, K., et al. Availability of deceased donors for uterus transplantation in the United States: Perception vs Reality. Transplantology. 5 (1), 27-36 (2024).
  31. Chan, J. K., Morrow, J., Manetta, A. Prevention of ureteral injuries in gynecologic surgery. Am J Obstet Gynecol. 188 (5), 1273-1277 (2003).
  32. Rocca, W. A., et al. Accelerated accumulation of multimorbidity after bilateral oophorectomy: A population-based cohort study. Mayo Clin Proc. 91 (11), 1577-1589 (2016).
  33. Dion, L., et al. Procurement of uterus in a deceased donor multi-organ donation National Program in France: A scarce resource for uterus transplantation. J Clin Med. 11 (3), 730(2022).
  34. Agarwal, A., et al. Clinicopathological analysis of uterine allografts including proposed scoring of ischemia reperfusion injury and t-cell-mediated rejection-dallas uterus transplant study: A pilot study. Transplantation. 106 (1), e10-e20 (2022).
  35. Díaz-García, L., et al. Pregnancy in transplanted mouse uterus after long-term cold ischaemic preservation. Hum Reprod. 18 (10), 2142-2150 (2003).
  36. Tricard, J., et al. Uterus tolerance to extended cold ischemic storage after auto-transplantation in ewes. Eur J Obstet Gynecol Reprod Biol. 214, 162-167 (2017).
  37. Dion, L., et al. Hypothermic machine perfusion for uterus transplantation. Fertil Steril. 120 (6), 1259-1261 (2023).
  38. Brännström, M., et al. Experimental uterus transplantation. Hum Reprod Update. 16 (3), 329-340 (2010).
  39. Ozkan, O., Ozkan, O., Dogan, N. U. The Ozkan technique in current use in uterus transplantation: from the first ever successful attempt to clinical reality. J Clin Med. 12 (8), 2812(2023).

הדפסות חוזרות והרשאות

בקש הרשאה לשימוש חוזר בטקסט או באיורים של מאמר JoVE זה

בקש הרשאה

תגיות

הסרטון יגיע בקרוב

מאמרים קשורים