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La malattia renale cronica (CKD) è una condizione progressiva che colpisce una parte significativa della popolazione globale. È caratterizzato dalla graduale perdita della funzione endocrina e filtrativa dei reni nel tempo, che porta all'accumulo di prodotti di scarto e liquidi nell'organismo e a uno squilibrio del sistema endocrino. Dati recenti suggeriscono che dal 9,1% al 13,4% della popolazione mondiale (tra 700 milioni e un miliardo di persone) ha la CKD1. La prevalenza della malattia renale cronica aumenta con l'età, colpendo circa il 34% delle persone di età pari o superiore a 65 anni negli Stati Uniti, rispetto al 12% in quelle di età compresa tra 45 e 64 anni e al 6% in quelle di età compresa tra 18 e 44 anni2.
Pertanto, la malattia renale cronica contribuisce in modo significativo al carico globale di malattie e tassi di mortalità. La diagnosi precoce e la gestione della malattia renale cronica sono fondamentali per rallentarne la progressione e ridurre il rischio di complicanze, come malattie cardiovascolari, anemia e, infine, malattia renale allo stadio terminale, che richiede dialisi o trapianto di rene per la sopravvivenza3.
Gli interventi terapeutici per la malattia renale cronica allo stadio terminale hanno subito una notevole evoluzione negli ultimi decenni. Storicamente, la gestione della malattia renale cronica allo stadio terminale era limitata alla terapia di supporto, con la dialisi che è emersa come modalità di sostegno vitale negli anni '60. Da allora, sono stati compiuti progressi significativi nelle tecniche di dialisi, tra cui lo sviluppo di membrane più biocompatibili, un migliore accesso vascolare e l'avvento della dialisi peritoneale4. Inoltre, il trapianto di rene è emerso come il trattamento ottimale per la malattia renale cronica allo stadio terminale, offrendo una migliore sopravvivenza e qualità della vita rispetto alla dialisi5. Tuttavia, la carenza di organi da donatore rimane una sfida significativa, che spinge la ricerca su nuove strategie come lo xenotrapianto e gli approcci di medicina rigenerativa. Inoltre, la gestione delle complicanze associate alla CKD allo stadio terminale, come l'iperparatiroidismo secondario, è stata migliorata dall'introduzione di agenti calcimimetici come l'etelcalcetide, che modulano efficacemente i livelli di ormone paratiroideo6.
Nonostante questi progressi, la ricerca di terapie più efficaci e mirate continua, alimentata dalla ricerca in corso sui meccanismi molecolari alla base della progressione della CKD allo stadio terminale e sulle comorbidità associate. Pertanto, la malattia renale cronica persiste come una preoccupazione significativa nella cura del paziente, spingendo una continua necessità di un'ampia ricerca sui processi biomedici e sugli approcci terapeutici. Modelli biologici robusti sono essenziali per facilitare tali indagini. Data la natura sfaccettata della CKD, che comprende aspetti che vanno dalla biologia cellulare alla segnalazione endocrina interorgano, all'anatomia funzionale vascolare e alla reologia, un modello ideale deve possedere un livello di complessità biologica che solo un organismo modello completo può fornire. Pertanto, i roditori emergono come il modello preferito grazie alla loro capacità di comprendere efficacemente queste varie dimensioni biologiche.
Il modello di rene residuo di nefrectomia 5/6 funge da strumento comune nella ricerca sulla CKD per esperimenti su ratti e murini grazie alla sua induzione stabile di insufficienza renale 7,8,9,10,11,12,13,14. Questo modello prevede la rimozione di un rene intero e di 2/3 dell'altro. La creazione del rene residuo può essere ottenuta attraverso la resezione chirurgica dei poli renali, definita modello di polectomia, o legando le arterie renali segmentali superiori e inferiori, con conseguente infarto dei poli 7,15,16,17,18,19,20.
Sebbene questo modello di nefrectomia 5/6 con polectomia sia una tecnica consolidata, è stato introdotto solo come protocollo trasparente e comprensibile con un accesso retroperitoneale dorsolaterale21. Questo accesso può essere vantaggioso per una procedura unilaterale con riduzione del parenchima renale su un solo lato o per una procedura in due fasi con una distanza temporale di pochi giorni al fine di aumentare la sopravvivenza postoperatoria dell'animale22. Tuttavia, l'utilizzo di un approccio laparotomico della linea mediana offre vantaggi distinti rispetto alla convenzionale via di accesso retroperitoneale laterodorsale.
Utilizzando una singola incisione addominale sulla linea mediana, il chirurgo ottiene un accesso senza ostacoli all'intera cavità addominale, facilitando così un'esplorazione e una manipolazione complete degli organi intra-addominali. Questo campo chirurgico ampliato non solo semplifica la procedura di nefrectomia, ma consente anche l'esecuzione simultanea di ulteriori interventi che possono essere necessari per specifici protocolli sperimentali, ad esempio procedure sugli ureteri, come la legatura, la resezione o la ricostruzione, che possono essere essenziali per studiare la fisiopatologia dell'uropatia ostruttiva. Inoltre, questo approccio consente la resezione o la manipolazione simultanea di altri organi addominali, come il fegato, la milza o il tratto gastrointestinale, ampliando così l'ambito delle indagini sperimentali sulle interazioni multiorgano o sui modelli di malattia sistemica.
Inoltre, l'approccio della laparotomia della linea mediana facilita la costruzione di un condotto ileo o neovescica, una procedura chirurgica che prevede la creazione di una diversione urinaria utilizzando un segmento dell'ileo, che è particolarmente rilevante negli studi che indagano la disfunzione vescicale o nelle tecniche di urologia ricostruttiva. Questa versatilità nel combinare la nefrectomia con altri interventi chirurgici all'interno dello stesso campo operatorio non solo semplifica i protocolli sperimentali, ma riduce anche al minimo il trauma chirurgico cumulativo e i rischi associati per i soggetti animali. Pertanto, nel caso di chirurgia renale bilaterale in un unico stadio o di procedure intraaddominali aggiuntive simultanee, l'accesso ventrale tramite laparotomia della linea mediana dovrebbe essere l'opzione preferita.
Attualmente, non è disponibile alcuna pubblicazione o protocollo che descriva questa strategia chirurgica. Pertanto, con questo lavoro, il nostro obiettivo è quello di presentare una guida procedurale dettagliata per condurre la resezione renale e l'induzione chirurgica della CKD tramite laparotomia della linea mediana nei ratti, applicabile sia agli studi di sopravvivenza che a quelli di non sopravvivenza. Questo modello sperimentale crea un ambiente regolato favorevole allo studio delle complesse dinamiche della CKD, imitando scenari clinicamente significativi. Questo protocollo è stato specificamente progettato per illustrare la tecnica chirurgica. L'intervento è stato quindi eseguito in un setting di non sopravvivenza su un gruppo omogeneo di 10 ratti maschi. Poiché non vi era alcuna ragione significativa per il confronto con un basale o un intervento alternativo, l'inclusione di un gruppo di controllo non era necessaria. La nefrectomia 5/6 si riferisce esplicitamente all'estensione della resezione chirurgica del parenchima. Questo si traduce certamente in una riduzione funzionale nel senso di una riduzione della velocità di filtrazione glomerulare. Tuttavia, l'esatto grado funzionale non può essere previsto, ma dovrà essere misurato individualmente per ciascun animale, ad esempio utilizzando inulina o clearance dell'acido p-amminoippurico23,24, se necessario.