Questo protocollo mostra un approccio semplice e flessibile per la valutazione di nuovi agenti di condizionamento o strategie per aumentare la fattibilità della donazione cardiaca dopo la morte circolatoria.
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Articolo metodologico
Modello preclinico di donazione cardiaca dopo la morte circolatoria
* These authors contributed equally
In questo articolo
Sommario
Abstract
La domanda di trapianto cardiaco è in aumento; tuttavia, la disponibilità di organi è limitata a causa della scarsità di donatori idonei. La donazione di organi dopo la morte circolatoria (DCD) è una soluzione per affrontare questa disponibilità limitata, ma a causa di un periodo di ischemia calda prolungata e il rischio di lesioni tissutali, il suo uso di routine nel trapianto cardiaco è raramente visto. In questo manoscritto forniamo un protocollo dettagliato che imita da vicino le attuali pratiche cliniche nel contesto della DCD con il monitoraggio continuo della funzione cardiaca, consentendo la valutazione di nuove strategie cardioprotettivhe e interventi per diminuire lesione da ischemia-reperfusione.
In questo modello, il protocollo DCD viene avviato in ratti Lewis anestesizzati fermando la ventilazione per indurre la morte circolatoria. Quando la pressione sanguigna sistolica scende al di sotto di 30 mmHg, viene iniziato il tempo ischemico caldo. Dopo un periodo ischemico caldo preimpostato, i cuori vengono lavati con una soluzione cardioplegica normotermica, procurati e montati su un sistema di perfusione cardiaca ex vivo di Langendorff. Dopo 10 min di riperfusione e stabilizzazione iniziale, il ricondizionamento cardiaco viene continuamente valutato per 60 min utilizzando il monitoraggio della pressione intraventricolare. Una lesione cardiaca viene valutata misurando la troponina cardiaca T e la dimensione dell'infarto è quantificata dalla colorazione istologica. Il tempo ischemico caldo può essere modulato e su misura per sviluppare la quantità desiderata di danni strutturali e funzionali. Questo semplice protocollo consente la valutazione di diverse strategie di condizionamento cardioprotettivo introdotte al momento della cardioplegia, della riperfusione iniziale e/o durante la perfusione ex vivo. I risultati ottenuti da questo protocollo possono essere riprodotti in grandi modelli, facilitando la traduzione clinica.
Introduzione
Il trapianto di organi solidi in generale e il trapianto cardiaco, in particolare, sono in aumento in tutto il mondo1,2. Il metodo standard di approvvigionamento degli organi è la donazione dopo la morte cerebrale (DBD). Dati i rigorosi criteri di inclusione della DBD, meno del 40% dei cuori offerti sono accettati3, limitando così l'offerta a fronte della crescente domanda ed estendendo la lista d'attesa dell'organo. Per risolvere questo problema, l'uso di organi donati dopo la morte circolatoria (DCD) è considerato una potenziale soluzione4.
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Protocollo
Tutti i protocolli di cura degli animali e sperimentali sono conformi alla Guida per la cura e l'uso degli animali da laboratorio e sono stati approvati dal comitato istituzionale per la cura e l'uso degli animali del Centro di ricerca Centre Hospitalier de l'Université de Montréal.
1. Preparativi preliminari
- Accendere il bagno d'acqua per riscaldare il sistema di consegna cardioplegia (Figura 1A) e il sistema di perfusione ex vivo Langendorff (Figura 1B). Impostare la temperatura dell'acqua a 38,5 gradi centigradi per una temperatura di soluzione di 37 gradi centigradi. ....
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Risultati
Dopo l'estubazione, la pressione sanguigna diminuisce rapidamente in un modello prevedibile (Figura 3). L'ora prevista per la morte è inferiore a 5 min.
La figura 4 mostra una curva media pressione/tempo all'inizio del ricondizionamento dopo 0, 10 e 15 min di WIT. Funzione contrattile migliorerà nel tempo. L'uso di brevi periodi di WIT consentirà la contrattilità per tornare alla normalità, e danni morfologici non saranno rilevabili (.......
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Discussione
Il protocollo qui presentato introduce un modello semplice, comodo e versatile di DCD cardiaco, che offre l'opportunità di valutare il recupero funzionale cardiaco, i danni ai tessuti e l'uso di agenti cardioprotettivi post-condizionamento per migliorare il recupero del donatore altrimenti scartati per il trapianto. I sistemi di perfusione del cuore ex vivo (EVHP) sono stati ottimizzati per fornire una piattaforma per la valutazione della funzione cardiaca e offrono un'opportunità unica di fornire e testare soluzioni mod.......
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Dichiarazioni
Gli autori non segnalano alcun interesse proprietario o commerciale in qualsiasi prodotto menzionato o concetto discusso in questo articolo.
Ringraziamenti
Parti di questo lavoro sono state sostenute da un generoso contributo della Fondation Marcel et Rolande Gosselin e della Fondation Mr Stefane Foumy. Nicolas Noiseux è studioso del FRQ-S.
Gli autori desiderano ringraziare Josh Ehuo Le Huang, Gabrielle Gascon, Sophia Ghiassi e Catherine Scalabrini per il loro sostegno nella raccolta dei dati.
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Materiali
| Nome | Azienda | Numero di catalogo | Commenti |
|---|---|---|---|
| Cloruro di sodio allo 0,9%. Sacca da 1 litro | Baxter | per il lavaggio nel sistema Langendorff modificato. | |
| Catetere per flebo da 14 G 2" | Jelco | 4098 | Per fungere da tubo endotracheale. |
| 2,3,5-Trifeniltetrazolio cloruro | Milipore-Sigma | T8877 | Colorazione vitale |
| 22 G Catetere IV da 1" | BD | 383532 | Catetere IV con tubo di prolunga che facilita la manipolazione per il cateterismo carotideo |
| Adson Dressing Fcp, 4 3/4", Serr | Skalar | 50-3147 | Pinze aggiuntive per la manipolazione dei tessuti |
| Alm Divaricatore autobloccante 4x4 denti Smussato 2-3/4" | Skalar | 22-9027 | Divaricatore tissutale utilizzato per mantenere il torace aperto. |
| Amplificatore a ponte | ADinstruments | FE221 | Amplificatore a ponte per la misurazione della pressione arteriosa intracarotidea |
| Cloruro di calcio | Milipore-Sigma | C1016 | CaCl2 anidro, granulare, ≤ 7,0 millimetri, ≥ 93,0% Parte della soluzione di Krebs |
| D-(+)-glucosio | Milipore-Sigma | G8270 | D-glucosio ≥ 99,5% Parte della soluzione Krebs |
| da DIN(8) a trasduttore BP monouso | ADinstruments | MLAC06 | Cavo adattatore per il collegamento tra l'amplificatore a ponte e il trasduttore di pressione |
| Trasduttore BP monouso (rubinetto) | MLT0670 | Trasduttore di pressione per la misurazione della pressione arteriosa intracarotidea | |
| dPBS | Gibco | 14190-144 | Soluzione elettrolitica senza calcio o magnesio. |
| Medicazione per gli occhi Fcp, Str, Serr, 4" | Skalar | 66-2740 | Pinze aggiuntive per la manipolazione dei tessuti |
| Soluzione di formalina, tamponata neutra, 10% | Milipore-Sigma | HT501128 | Soluzione fissativa |
| Pad riscaldante | Sunbean | 756-CN | |
| Eparina sodica 1.000 UI/mL | Sandoz | Per l'anticoagulazione sistemica | |
| Acido cloridrico dal 36,5 al 38,0% | Fisher scientific | A144-500 | Diluito 1:1 per la correzione del pH |
| Ketamina | Bimeda | Anestetico. 100 mg/mL | |
| LabChart | ADinstruments | Software di controllo per il poligrafo Powerlab, che consente analisi off-line. Versione 7, con pressione sanguigna e moduli PV loop abilitati | |
| Palloncino per pressione ventricolo sinistro | Radnoti | 170404 | In lattice. Taglia 4. |
| Soluzione di lidocaina HCl 2% | AstraZeneca | Antiaritmico per la soluzione cardioplegica | |
| Cloruro di magnesio ACS | ACP Chemicals | M-0460 | MgCl2+6H2O ≥ 99,0% Parte della soluzione Krebs |
| Micro sensore di pressione | Radnoti | 159905 | Micro sensore di pressione e amplificatore collegato al palloncino intraventricolare |
| Pacemaker | Biotronik | Reliaty | Set per generare un impulso ogni 200 ms per una frequenza cardiaca di 300 bpm. |
| Misuratore di pH da banco | Fisher scientific | AE150 | |
| Monitor fisiologico | Kent Scientific | Physiosuite | Per il monitoraggio continuo della temperatura e della saturazione dei roditori durante la procedura |
| Plasma-Lyte A | Baxter | Soluzione elettrolitica utilizzata come base per la preparazione della cardioplegia | |
| Cloruro di potassio | Milipore-Sigma | P4504 | KCl ≥ 99,0% Parte della soluzione di Krebs |
| Cloruro di potassio 2 meq/ml | Hospira | Parte della soluzione cardioplegica | |
| PowerLab 8/30 Poligrafo | ADinstruments | Poligrafo elettronico | |
| Silk 2-0 | Ethicon | A305H | Materiale di sutura per apparecchio Langendorff |
| Silk 5-0 | Ethicon | A302H | Materiale di sutura per carotide |
| Piccolo animale sistema per anestesia | Hallowell EMC | 000A2770 | Ventilatore per piccoli animali |
| Bicarbonato di sodio | Milipore-Sigma | S5761 | NaHCO3 ≥ 99,5% Parte della soluzione di Krebs |
| Cloruro di sodio | Milipore-Sigma | S7653 | NaCl ≥ 99,5% Parte della soluzione di Krebs |
| Pellet di idrossido di sodio Prodotti | chimici ACP | S3700 | Diluito a 5 N (10 g in 50 mL) per la correzione del pH |
| Fosfato di sodio monobasico | Milipore-Sigma | S0751 | NaH2PO4 ≥ 99,0% Parte della soluzione Krebs |
| Stevens Tenotomia Forbice, Str, Delicato, SH/SH, 4 1/2" | Skalar | 22-1240 | Piccole forbici per l'apertura di atri e vene cava |
| Lame per affettare i tessuti | Thomas scientific | 6727C18 | Lame diritte in acciaio al carbonio per l'affettatura dei tessuti alla fine del protocollo |
| Siringa di sicurezza per tubercolina con ago 25 G 5/8" | CardinalHealth | 8881511235 | Per l'eparina iniezione |
| Veterinario Chirurgia Generale Set | Skalar | 98-1275 | Strumenti chirurgici tra cui forbici di dissezione e pinze per zanzare |
| Veterinario Micro Set | Skalar | 98-1311 | Strumenti chirurgici con microforbici utilizzati per l'apertura dell'arteria carotide |
| Cuore funzionante Sistema di ratto/porcellino d'India/Coniglio | Radnoti | 120101BEZ | Sistema cardiaco di lavoro modulare modificato per le esigenze del protocollo. Include tutti i tubi necessari, i serbatoi rivestiti d'acqua e le valvole, incluso il rubinetto di arresto a 2 e 3 vie |
| Xilazina | Bayer | Sedativo. 20 mg/mL |
Riferimenti
- Gass, A. L., et al. Cardiac Transplantation in the New Era. Cardiology in Review. 23 (4), 182-188 (2015).
- von Dossow, V., Costa, J., D'Ovidio, F., Marczin, N. Worldwide trends in heart and lung transplantation: Guarding the most pre....
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