צינור המרה חלקית מצדו העכבר: מודל מבוקרת של מקומי חסימתית לחסימת מרה תוך כבדית
28 במרץ 2018
כאן, אנו מציגים את צינור המרה חלקית מצדו כמודל כירורגי של פגיעה בכבד והתחדשות בחולדות.
המטרה הכוללת של התערבות כירורגית זו היא להתבונן בהשפעות של כולסטזיס חסימתי מקומי. שיטה זו יכולה לעזור לענות על שאלות מפתח בתחום הכבד כיצד לזהות מנגנונים של התחדשות כבד. היתרון העיקרי של טכניקה זו הוא שניתן לבצע השוואות משמעותיות בין אונת הניסוי הקשורה לאונה הבקרה הלא קשורה בתוך אותה חיה.
מי שידגים את ההליך היום יהיה ד"ר טושימאסה נקאו, פוסט-דוקטורנט מהמעבדה לניתוחי השתלות. לאחר אישור חוסר תגובה לצביטה בבוהן בעכבר C57 שחור 6 מורדם בן שמונה עד 12 שבועות, גלחו את אזור הבטן עם קוצץ שיער והניחו את החיה תחת מיקרוסקופ כירורגי. אבטח את הגפיים לשולחן והשתמש במקלונים סטריליים כדי לחטא ברצף את אזור הניתוח עם 0.3 עד 0.5 מיליליטר פובידון-יוד ו-70% אתנול.
לאחר מכן, בצע חתך בקו האמצע מה- xiphoid לערווה והשתמש במיקרו מפסק כדי לפתוח את חלל הבטן. השתמש במלקחיים נגד יתושים כדי למשוך את ה-xiphoid לכיוון ראש העכבר והשתמש בחימר רך כדי להחזיק את המלקחיים וה-xiphoid במצב זה. הרטיבו את חלל הבטן עם מיליליטר אחד עד שניים של PBS מעוקר 37 מעלות צלזיוס והשתמשו בצמר גפן רטוב כדי להזיז בעדינות את המעי הדק לכיוון ראש העכבר.
חותכים את הרצועות בין המעי הדק לרטרופריטונאום כדי למנוע פגיעה ברקמה ועוטפים את המעי הדק והגס בספוג גזה לא ארוג רטוב. הניחו את רקמת המעי בצד הזנב של חלל הבטן והשתמשו בספוג גזה קטן ורטוב ולא ארוג כדי למשוך בעדינות את כל הכבד לכיוון ה-xiphoid כדי לחשוף את הילום הכבד ואת רצועת הכבד-תריסריון. אתר את ההילום הכבד, צינור המרה המשותף בצד הגחון של וריד הפורטל, ואת צינורות המרה השמאליים והימניים המתנקזים למפגש המרה הראשי בהילום הכבד.
בעזרת תפר ניילון 10-0 והצד הקהה של מחט תפר, קשרו את אונת צינור המרה השמאלית של הכבד. לאחר הנחת התפר, החזירו את המעי הדק והגס למקומם האנטומי ואשרו חוסר פיתול מעיים או דימום תוך בטני. לאחר מכן הסר את מלקחיים נגד יתושים, סגור בנפרד את שכבות השריר והעור עם תפרי ויקריל רציפים של 4-0, והנח את העכבר מתחת למנורת חום עם ניטור עד להחלמה מלאה.
השוואה של ביוכימיה של כבד בסרום בין עכברים קשורים בדרכי מרה חלקיות לעכברים קשורים בדרכי מרה מלאים טרנסגניים לצבירת חלבון כבד בלתי מסיס מגלה פגיעה מינימלית בכבד או כולסטזיס בעכברים קשורים בדרכי המרה החלקיות ופציעה חמורה והצטברות אנזימים בבעלי חיים טרנסגניים קשורים בצינור המרה השלם. מכיוון שעכברים שעברו קשירת דרכי מרה חלקית פיתחו כולסטזיס חסימתי ספציפי לאונה לאורך זמן, האונה הקשורה נראית מעט חיוורת יותר בצבע 14 יום לאחר הניתוח בהשוואה לאונות הלא קשורות ששמרו על צבען החום-אדמדם הכהה הרגיל. האונה הקשורה מדגימה גם עלייה בשגשוג דרכי המרה ופיברוזיס בהשוואה לאונות הלא קשורות בתגובה לכולסטזיס מקומי המושרה על ידי קשירה.
לאחר שליטה, ניתן להשלים טכניקה זו תוך 10 עד 12 דקות אם היא מבוצעת כראוי. בעקבות הליך זה, ניתן להשתמש בשיטות אחרות כמו מעקב אחר שושלת כדי לענות על שאלות נוספות לגבי ביות תאי גזע לאתרים של פגיעה בכבד והתחדשות. לאחר צפייה בסרטון זה, אתה אמור להבין היטב כיצד לבצע השוואות משמעותיות באמצעות קשירת דרכי מרה חלקית כדי לזהות השפעות מקומיות לעומת מערכתיות.
צפו בתמליל המלא וקבלו גישה לאלפי סרטונים מדעיים
סקירה כללית
מאמר זה מציג קשירה חלקית של צינור המרה כמודל כירורגי לחקר פגיעות כבד והתחדשות כבד במכרסמים. השיטה מאפשרת תצפית על כולסטזיס חסימתי מוקלי ועל השפעותיו על מנגנוני הכבד.
מרכיבי מפתח של המחקר
תחום המדע
- הפטולוגיה
- התחדשות כבד
- מודלים כירורגיים
רקע
- הבנת פגיעות הכבד והתחדשותו היא קריטית בתחום ההפטולוגיה.
- כולסטזיס חסימתי מוקמי יכול לספק תובנות לגבי מנגנוני הכבד.
- מחקרים השוואתיים בתוך אותה חיה משפרים את מהימנות התוצאות.
- מודל זה שימושי במיוחד לחקר הדינמיקה של התאוששות הכבד.
מטרת המחקר
- לבחינת ההשפעות של קשירה חלקית של צינור המרה על פגיעה בכבד.
- לזיהוי המנגנונים המעורבים בהתחדשות הכבד.
- לביסוס מודל כירורגי מהימן עבור מחקרי כבד עתידיים.
שיטות שבהן נעשה שימוש
- שימוש בעכברי C57 black 6 תחת הרדמה לצורך הפרוצדורה.
- גילוח וחיטוי של אזור הבטן לפני הניתוח.
- קיבוע הגפיים לשולחן הניתוח לצורך יציבות.
- ביצוע הניתוח תחת מיקרוסקופ כירורגי להבטחת דיוק.
תוצאות עיקריות
- הדגימה את ההיתכנות של המודל הכירורגי.
- ביססה שיטה להשוואה בין אונוני כבד קשורים לבלתי קשורים.
- סיפקה תובנות לגבי תהליכי ההתחדשות של הכבד.
- סייעה למחקרים נוספים על מנגנוני פגיעה בכבד.
מסקנות
- קשירה חלקית של צינור המרה היא מודל בעל ערך לחקר פגיעות בכבד.
- הטכניקה מאפשרת השוואות מבוקרות בתוך אותו אורגניזם.
- מחקרים עתידיים יכולים להתבסס על מודל זה כדי לחקור לעומק את התחדשות הכבד.
שאלות נפוצות
רלוונטיות תעשייתית למנהלים
קשירה חלקית של צינור המרה (pBDL) מספקת מודל מבוקר לחקר כולסטזיס חסימתי מקומי, המאפשרת השוואה ישירה בין אונויות כבד קשורות ללא-קשורות בתוך אותה חיה. תכנון זה, המבוסס על ביקורת פנימית, מפחית שונות, מקטין את מספר החיות בשימוש ותומך בהפחתת סיכונים מכניסטיים בתהליכי תיקוף של מטרות טיפוליות בהפטולוגיה. גישה זו מגבירה את הביטחון החזוי על ידי בידוד תגובות ספציפיות לאונויות להצטברות מרה ומסלולי פיברוזיס.
יישומים אסטרטגיים במחקר ופיתוח בביופארמה
גילוי מוקדם ותיקוף מטרה
- ערך מדעי: מאפשר בחינה של היפותזות טיפוליות הקשורות לפגיעה מקומית בכבד ולמסלולי התחדשות.
- ערך תפעולי: תומך בהפחתת סיכונים ביולוגיים על ידי השוואת תגובות ספציפיות לאונה לקולסטזיס תחת רקעים גנטיים וסביבתיים זהים.
- ערך ניבוי: מסייע בתעדוף תיקי פיתוח על ידי הבחנה בין השפעות תרופתיות מערכתיות להשפעות מקומיות על פרוליפרציה של צינורות המרה ופיברוזיס.
סריקה ופיתוח בדיקה (Assay)
- ערך מדעי: הכנת מערכות מאושרות הרלוונטיות למחלה לצורך סטנדרטיזציה של בדיקות המשך באמצעות קריאות ביוכימיות ספציפיות לאונה.
- ערך תפעולי: שיפור השחזוריות באמצעות בקרות פנימיות, הפחתת הצורך בקבוצות sham נפרדות וצמצום השונות הבין-חייתית.
- סקילביליות: תמיכה בשימוש חוזר בפלטפורמה במודלים פרה-קליניים החוקרים מנגנוני תרופות ונדידת תאים בהקשרים של כולסטזיס.
מחקר תרגומי ופרה-קליני
- ערך מדעי: תואם מערכות רלוונטיות למחלה על ידי מידול של כולסטזיס חסימתי אנושי עם פרליפרציה של צינורות מרה ופיברוזיס ספציפיים לאונה.
- רציפות תרגומית: מגשר בין שלב הגילוי לתיקוף פרה-קליני על ידי מתן אפשרות למעקב אחר שושלת תאים (lineage tracing) ומחקרי הוםיינג (homing) של תאי גזע לאחר ליגציה.
- קידום מותאם סיכון: תומך בהחלטות go/no-go על ידי כימות תגובות של ביומרקרים מקומיים לעומת סיסטמיים לרכיבי מרה שנותרו.
שילוב תהליכי עבודה וצנרת עיבוד
pBDL משתלב ברצף הגילוי החל מתיקוף המטרה ועד למחקר פרה-קליני, במיוחד עבור תוכניות המתמקדות בהפטולוגיה שחוקרות מנגנוני פגיעה בכבד ותגובות רגנרטיביות.
- ביולוגיה של גילוי: תומך בבדיקת השערות על ידי מתן אפשרות להשוואה בין אונויות מקושרות ללא מקושרות, במטרה לבודד השפעות מקומיות של כולסטזיס.
- סקרים (Screening): מספק מערכות ביולוגיות מוכנות לבדיקה עם פלטים כמותיים, כגון מדדים ביוכימיים של הכבד בסרום ושינויים היסטולוגיים בשגשוג תעלות המרה.
- אנליטיקה: מספקת מדידות כמותיות של משתנים תלויים, כולל רמות אנזימים, צבע האונויות ומדדי פיברוזיס להשוואה בין תנאים ניסויים.
- מחקר תרגומי: מקשר להמשכיות פרה-קלינית על ידי תמיכה בניתוחים שלאחר הניתוח, כגון מעקב אחר שושלות תאים (lineage tracing) ללימוד גיוס תאי גזע לאתרי פגיעה.
- שימוש חוזר ארגוני: משמש כפלטפורמה כירורגית הניתנת לשימוש חוזר ללימוד השפעות של תרופות ומנגנונים תאיים במודלים מקומיים של מחלות כבד.
השפעה תפעולית וארגונית
- ערך מדעי: מגביר את הביטחון בחיזוי על ידי הפחתת העמימות המכניסטית באמצעות השוואות פנימיות בין אונויות.
- ערך תפעולי: משפר את הסטנדרטיזציה והשחזוריות על ידי ביטול השונות הבין-בעילתית באמצעות בקרות תוך-בעילתית.
- ערך אסטרטגי: משפר את יעילות ההון על ידי הפחתת אבדי בעלי חיים והוצאות בהשוואה למודלים של קשירה מלאה של צינור המרה.
- השפעה על הפורטפוליו: מאפשר תיעדוף מותאם סיכונים על ידי הבחנה בין רעילות מקומית של תרופות לבין השפעות כבדיות סיסטמיות.
שיקולי יישום
- דורש מומחיות במיקרו-כירורגיה וגישה למיקרוסקופים כירורגיים לצורך ליגציה מדויקת של תעלת הכבד השמאלית.
- תלוי בציוד הכולל תפרי ניילון 10-0, פינצטות מוסקיטו (mosquito forceps) וכלים לשמירה על שטח סטרילי.
- מחייב סטנדרטיזציה בין-צוותית של ניטור לאחר הניתוח ושל נהלי דגימת ביוכימיה של הסרום.
- כולל שיקולי התאמה כאשר מרחיבים את המודל לזנים אחרים של עכברים או בבדיקה של אונו (lobes) שונים.
- מוגבל למחקרים שבהם חסימה ספציפית לאונו מספיקה כדי לדמות את המצב האנושי הנחקר.
