Fare il passo successivo: un modello di trapianto di arto hind di coaptation neurale per massimizzare il recupero funzionale nel ratto

Feibo Zheng; Andy Tully; Kyle M Koss; Xiaomin Zhang; Longhui Qiu; Jiao-Jing Wang; Bilal A Naved; David  Z Ivancic; James M Mathew; Jason  A Wertheim; Zheng  Jenny Zhang

doi:10.3791/60777

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Articolo metodologico

Fare il passo successivo: un modello di trapianto di arto hind di coaptation neurale per massimizzare il recupero funzionale nel ratto

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DOI:

10.3791/60777

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30 agosto 2020

Feibo Zheng¹^,³ , Andy Tully¹^,² , Kyle M Koss¹ , Xiaomin Zhang¹ , Longhui Qiu¹ , Jiao-Jing Wang¹ , Bilal A Naved¹^,⁴ , David Z Ivancic¹ , James M Mathew¹ , Jason A Wertheim¹ , Zheng Jenny Zhang¹

¹Comprehensive Transplant Center and Department of Surgery, Feinberg School of Medicine, Northwestern University, ²Department of Surgery, University of Illinois at Chicago, ³Department of Surgery, Tianjin Occupational Diseases Precaution and Therapeutic Hospital, ⁴Department of Biomedical Engineering, McCormick School of Engineering, Northwestern University

In questo articolo

Sommario

Questo protocollo presenta un modello robusto e riproducibile di allotransplant composito vascolarizzato (VCA) orientato allo studio simultaneo dell'immunologia e del recupero funzionale. Il tempo investito in una tecnica meticolosa in un trapianto ortotopico dell'arto posteriore della coscia destra con anastomose vascolari cucite a mano e coaptation neurale produce la capacità di studiare il recupero funzionale.

Abstract

Il trapianto di arti in particolare e l'allotrapianto composito vascolarizzato (VCA) in generale hanno un'ampia promessa terapeutica che sono state ostacolate dalle attuali limitazioni dell'immunosoppressione e del recupero funzionale del neuromotore. Molti modelli animali sono stati sviluppati per studiare caratteristiche uniche della VCA, ma qui presentiamo un robusto modello riproducibile di trapianto ortotopico degli arti posteriori nei ratti progettati per studiare simultaneamente entrambi gli aspetti dell'attuale limitazione VCA: strategie di immunosoppressione e recupero neuromotore funzionale. Al centro del modello riposa un impegno per meticolose tecniche microchirurgiche testate nel tempo come anastomose vascolari cucite a mano e coaptation neurale cucite a mano del nervo femorale e del nervo sciatico. Questo approccio produce ricostruzioni durevoli degli arti che consentono animali più longevi in grado di riabilitazione, ripresa delle attività quotidiane e test funzionali. Con il trattamento a breve termine di agenti immunosoppressivi convenzionali, gli animali allotrapiantati sono sopravvissuti fino a 70 giorni dopo il trapianto e gli animali isotrapiantati forniscono controlli di lunga durata oltre i 200 giorni post-operatori. La prova del recupero funzionale neurologico è presente entro 30 giorni dopo l'intervento operativo. Questo modello non solo fornisce una piattaforma utile per interrogare questioni immunologiche uniche per la VCA e la rigenerazione dei nervi, ma consente anche di testare in vivo nuove strategie terapeutiche specificamente su misura per VCA.

Introduzione

Il trapianto di arti nell'ambito della più ampia categoria di allotransplant vasculare-composito (VCA) o allotransplant di tessuto composito (CTA) deve ancora soddisfare la sua promessa terapeutica. Dopo i primi trapianti di mano umana di successo a Lione, Francia e Louisville, Kentucky nel 1998 e 1999, oltre 100 trapianti di estremità superiore sono stati eseguiti in tutto il mondo in pazienti^{accuratamente selezionati 1}. L'applicabilità più ampia è stata ostacolata da una sostanziale immunosoppressione e da un limitato recupero di neuromotori funzionali. Le attuali strategie di immunosoppressione si traspongono all'85% di incidenza di rigetto ....