כאן, אנו מציגים פרוטוקול להקמת מודל אחסון והשתלה קר בכבד לטווח ארוך בסנאי קרקע דאוריאן (DGS), שהיה מאתגר מבחינה טכנית במודלים סטנדרטיים של מכרסמים.
הרשמה ל-JoVE נדרשת לצפייה בתוכן זה. התחברו או התחילו בגרסת ניסיון בחינם.
מאמר שיטה
* These authors contributed equally
כאן, אנו מציגים פרוטוקול להקמת מודל אחסון והשתלה קר בכבד לטווח ארוך בסנאי קרקע דאוריאן (DGS), שהיה מאתגר מבחינה טכנית במודלים סטנדרטיים של מכרסמים.
בהשתלת כבד, ההתאוששות התפקודית של שתלי תורם לאחר אחסון קירור ממושך היא אתגר גדול. אותו מכשול חל על מודלים סטנדרטיים של מכרסמים (למשל, עכברים וחולדות) להשתלת כבד למרות הפרוטוקולים הכירורגיים המבוססים שלהם, ובכך מגביל את המחקר בנושאים מרכזיים כגון התאוששות תפקודית לאחר ההשתלה ותאימות חיסונית של השתל מארח. כאן, הקמנו בהצלחה מודל השתלת כבד חדשני באמצעות תרדמת חורף מחייבת, סנאי הקרקע הדוריאני (DGS; Spermophilus dauricus), המדגים הסתגלות פנימית להתחממות עמוקה במיוחד של היפותרמיה ומעברי איסכמיה-רפרפוזיה. בידינו, השתלת שתלי כבד לאחר אחסון קר של 24 שעות הביאה לשרידות של 100% של מושתלי DGS במסגרת זמן התצפית של 7 ימים, בעוד שאותו הליך בחולדות Sprague-Dawley (SD) היה 0% הישרדות 24 שעות לאחר הניתוח. לפיכך, ה-DGS ומודלים אחרים של יונקים מסתגלים לקור מספקים פלטפורמה ייחודית וחזקה לחקירת המנגנונים העומדים בבסיס הסתגלות לקור של איברים וסבילות להשתלה, שיכולים לתמוך בפיתוח אסטרטגיות טיפול או ניתוח חדשות בתחום רפואת ההשתלות.
התחממות מחדש בקור ואיסכמיה-רפרפוזיה תורמים משמעותיים לפגיעה בהשתלת כבד, ומגבירים את הסיכון לתפקוד לקוי מוקדם של השתלת הכבד. למרות שהשתלת כבד באורגניזמים סטנדרטיים של מכרסמים כמו עכברים וחולדות הוכחה בהצלחה 1,2, מכיוון שמחקרים על מינים רגישים לקור מספקים תובנות מוגבלות לגבי מנגנוני ההסתגלות לקור, ההתקדמות בשימור איברים ורפואת השתלות עוכבה.
פיתוח מודלים של מחקר השתלות במינים מתאימים להסתגלות לקור עשוי למלא פער כזה. לדוגמה, תרדמת חורף של יונקים התפתחה כדי לשרוד תקופות ארוכות של טמפרטורת סביבה נמוכה ו/או מחסור במזון 3,4. במהלך תרדמת החורף, הפיזיולוגיה שלהם עוברת במחזורים של מצבי עוררות מטורפים ואינטרבוטים כך שהם מותאמים היטב לשמירה על טמפרטורת גוף נמוכה ולסבול התחממות מהירה והזלפת דם. למרבה הפלא, סנאי קרקע שיכולים להיכנס לתרדמת חורף מפגינים עמידות רבה יותר לפציעות איסכמיה-רפרפוזיה אפילו במצבם הפעיל והאותרמי מאשר חולדות 5,6. בשנים האחרונות, מחקרים בהשראת תרדמת חורף חשפו כמה מנגנוני הסתגלות לקור ומטרות הניתנות לתרופה שניתן לווסת כדי להקל באופן משמעותי על פציעות הנגרמות מאחסון קר ולשפר את ההתאוששות התפקודית של רקמות ואיברים מבודדים ממינים שאינם בתרדמת חורף 7,8,9,10,11.
מותאם מהפרוטוקולים שפותחו להשתלת כבד בחולדות 12,13,14, כאן אנו מציגים פרוטוקול לרכש כבד, אחסון קירור סטטי והשתלה בסנאי קרקע דאוריאן (DGS; Spermophilus dauricus), מין מכרסמים בתרדמת חורף המתגורר בצפון סין. בידינו, למושתלי DGS הייתה הישרדות של 100% לאחר ההשתלה עם שתלים מתורמים אותרמיים (פעילים) או היפותרמיים (טורפידים) המאוחסנים בטמפרטורה של 4 מעלות צלזיוס בתמיסה של אוניברסיטת ויסקונסין (UW) למשך 24 שעות. בניגוד מוחלט, שיעור ההישרדות בחולדות Sprague-Dawley (SD) שהיו נתונות לאותה זרימת עבודה היה 0%, מה שמראה בבירור את היתרון של מודל השתלת הכבד DGS. אנו מצפים שניתן יהיה להשיג גם אחסון קר והשתלה ארוכת טווח של איברים אחרים ב-DGS או במינים אחרים שגודלו במעבדה, כגון סנאי קרקע בעל 13 קווים (Ictidomys tridecemlineatus) והאוגר הסורי (Mesocricetus auratus), ובכך לספק הזדמנויות ייחודיות לחוקרים לחקור התאוששות תפקודית ארוכת טווח של השתל ותאימות השתל המארח, ולבדוק רפואה חדשה.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
כל הניסויים בבעלי חיים אושרו על ידי הוועדה המוסדית של אוניברסיטת פקין לטיפול ושימוש בבעלי חיים (LSC-WangSQ-2). המכשירים המתאימים ששימשו למחקר מפורטים בטבלת החומרים ומתוארים באיור 1.
הערה: טיפול וגידול של מיני מכרסמים בתרדמת חורף שנתפסו בטבע, כגון סנאי הקרקע בעלי 13 הקווים, בסביבת מעבדה תוארו15,16. ה-DGS ששימשו במחקר זה יוצרו במעבדה על ידי DGS הרות שנלכדו בערבות העיר ג'אנגג'יאקו. הם היו בני שנה עד שנתיים בזמן הניסוי. באשר לנקבות ה-DGS ההרות המקוריות, הטפילים גורשו לפני שהחיות הגיעו למעבדה. הסגר ובדיקה לאיתור נגיפים נפוצים נערכו עם הגעת בעלי החיים, ואלה עם תוצאות בדיקה שליליות גודלו במתקן.
1. הכנה טרום ניתוחית
2. פעולת תורם
3. הכנת שתל ex vivo
הערה: הכן מיכל קרח פתוח. כל הכנת השולחן האחורי נעשתה על קרח.
4. פעולת הנמען
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
משך הזמן הממוצע להליכים הכירורגיים היה כדלקמן: ניתוח תורם בממוצע 24.8 ± 2.3 דקות, ניתוח שולחן אחורי 15.4 ± 1.3 דקות, ניתוח מושתל 52.7 ± 5.1 דקות, ושלב הכאב 14.2 ± 1.5 דקות.
מושתלי כבד שנשמרו בתמיסת UW קרה במשך 24 שעות הראו שיעור הישרדות של 100% 7 ימים לאחר ההשתלה, ללא קשר אם הם היו במצב תרדמה לפני ההשתלה (n = 8) או לא (n = 4) (איור 9). לא נצפתה חסימה וסקולרית ביום ה...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
בהתבססעל טכניקת השרוול הכפול 2 של קמהדע, ביססנו בהצלחה את מודל השתלת הכבד האורתוטופי הראשון ב-DGS. בשל הבדלים אנטומיים בין ה-DGS למודלים מסורתיים של חולדות, שיקולים ספציפיים בהכנת חומרים, פרוצדורות כירורגיות וניהול לאחר הניתוח הם חיוניים.
גורמים כמו תרדמת חורף ומאגרי שומן תורמים לשינויים משמעותיים במשקל האישי ב-DGS בוגרים, הנעים בין 150 גרם ל-400 גרם, עם הבדלים בולטים בין זכרים לנקבות. לכן, בחירה קפדנית של תורמים ומושתלים היא קריטית. בא...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
למחברים אין ניגודי אינטרסים להצהיר עליהם.
עבודה זו נתמכה על ידי הפרויקט הלאומי למדע וטכנולוגיה למחלות כרוניות לא מדבקות (2023ZD0507600) והקרן הלאומית למדעי הטבע של סין (82371794 ו-82170671). העבודה מומנה גם על ידי קרן החינוך של אוניברסיטת ג'ג'יאנג, קרן הכישרונות של האקדמאי שוסן לנג'ואן. ברצוננו גם להודות לפרופסור דנה ק. מרימן מאוניברסיטת ויסקונסין, אושקוש, על עבודתה על גידול סנאי הקרקע בעלי 13 הקווים ועל שיתוף נדיב של תובנות מועילות וניסיון במודלים של מכרסמים בתרדמת חורף במעבדה.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| תפרים 3-0 עם מחטים | ג'ינחואן מדיקל פרודקטס בע"מ | R315 | לסגירת עור |
| תפר משי 7-0 | בריינטרי, מדע, בע"מ | SUT-S103 | |
| נרתיק מבוא 7F | בייג'ינג דמקס לטכנולוגיה רפואית בע"מ. | DQ07083818S | אזיק ל-IHIVC |
| 8-0 תפרים עם מחטים | ג'ינחואן מדיקל פרודקטס בע"מ. | H821 | לאנסטומזה של SHIVC |
| נרתיק 8F Introducer | בייג'ינג דמקס לטכנולוגיה רפואית בע"מ. | DQ08083818S | אזיק ל-IHIVC |
| מכונת הרדמה | חברת מדעי החיים עם הנעה אחורית | R500 | |
| צריבת עצירת דם | נינגבו שוני מדיקל בע"מ. | BDD-YE-DT-1 | |
| מהדק בולדוג (מעט מעוקל) | ג'ינז'ונג מוצרי רפואה בע"מ. | XEC120 | SHIVC |
| בופרנורפין | מכון טיאנג'ין למחקר תרופות, חברת התרופות בע"מ | H12020275 | משכך כאבים |
| צפורוקסים נתרן | אסטי פארמצ'יוטיסי ר.ר.ל | H20160013 | אנטיביוטיקה |
| מטליות כותנה | Fuqing Health & אינטגרל מדיקל | 20230R | |
| מלקחיים מיקרו-מעוקלים | חברת מדעי החיים עם הנעה אחורית | F11031-11 | כלי ניתוחי |
| מספריים מיקרו מעוקלים | 66 ויז'ן טק בע"מ | 54108B | כלי ניתוחי |
| דגימות גזה | יוביי חומר רפואי בע"מ | 21080274 | |
| הזרקת נתרן בהפארין | נורת' צ'יינה פארמה בע"מ | 2101131-2 | |
| משאבת עירוי | חברת הוקמד בע"מ. | HK-400 | |
| איזופלוראן | חברת מדעי החיים עם הנעה אחורית | 21070201 | |
| מחזיק מחט מיקרו | וורלד פרסיז'ן אינסטרומנטס בע"מ. | 555408NT | כלי ניתוחי |
| קליפס מיקרו-כלי | חברת מדעי החיים עם הנעה אחורית | R31005-06 | PV ו-IHIVC |
| מפעיל קליפס מיקרו-כלי | חברת מדעי החיים עם הנעה אחורית | R34001-14 | כלי ניתוחי |
| מחזיק מחט | חברת מדעי החיים עם הנעה אחורית | F31025-13 | סגירת בטן |
| סליין | חברת התרופות ג'ג'יאנג טיאנרוי בע"מ | 716092103 | |
| מלקחיים מיקרו-ישרים | חברת מדעי החיים עם הנעה אחורית | F11029-11 | כלי ניתוחי |
| מיקרוסקופ כירורגי | לייקה | M650 | |
| פלטפורמת ניתוח | לא זמין | לא זמין | מותאם אישית, מגנטית |
| מלקחיים רקמתיים | חברת מדעי החיים עם הנעה אחורית | F12002-12 | כלי ניתוחי |
| מספריים לרקמות | חברת מדעי החיים עם הנעה אחורית | S12003-09 | כלי ניתוחי |
| פתרון UW | מערכות שחזור איברים | SPS-1 | פרפושציה ואחסון של אורגן |
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.