Modificato Eterotopic Hindarto Osteomyocutaneo flap modello nel ratto per traslazionale vascolarizzazione composito Allotransplantazione ricerca
26 aprile 2019
L'alloinnesto in composito vascolarizzato offre benefici che alterano la vita ai riceventi trapianti, ma le cause biologiche del rigetto del trapianto e della vascolopatia restano poco comprese. Il modello chirurgico del roditore presentato qui offre un modello di trapianto riproducibile e clinicamente rilevante, permettendo ai ricercatori di valutare gli eventi di rigetto e le potenziali strategie terapeutiche per prevenirne l'insorgenza.
Il piccolo numero di allotransplant compositi vascolarizzati eseguiti clinicamente richiede un modello animale affidabile e riproducibile per studiare le cause sottostanti del rigetto dell'innesto. Tessuti clinicamente rilevanti come pelle, muscoli e ossa sono tutti presenti nel modello. Inoltre, la natura non funzionale del nostro modello consente una chirurgia più rapida, meno tempo ischemico per il lembo e una minore morbilità rispetto ai modelli ortotopici di VCA.
Nei riceventi di trapianti di mano, la vasculopatia dei vasi donatori può portare a una chiusura completa dei vasi e danni ischemici alla mano innestata. Questo modello è uno strumento per studiare lo sviluppo di questi eventi vasculopatici. Prima di tentare questo modello chirurgico, il chirurgo primario dovrebbe avere familiarità e conoscenza nelle tecniche chirurgiche macrovascolari.
Si tratta di una procedura complicata e lunga. La dimostrazione visiva aiuterà altri laboratori a prepararsi di conseguenza e a comprendere i passaggi dell'intervento chirurgico. Per iniziare, prima raccogli l'arto posteriore di un ratto donatore facendo un'incisione cutanea nella concavità dell'inguine, esponendo i vasi femorali.
Fai un'incisione ventrale della pelle, che aiuterà nella dissezione del pedicolo. Dopo la disarticolazione del ginocchio e della caviglia, fare tagli dorsali della pelle, traseleggere il pedicolo per liberare l'innesto e trasportare immediatamente l'innesto al tavolo chirurgico ricevente, dove il sito chirurgico dell'animale ricevente viene preparato in anticipo per ridurre al minimo il tempo ischemico dell'innesto. Sull'animale ricevente, esporre e sezionare i vasi femorali come prima, quindi anastonosio l'innesto, la vena end-to-side, l'arteria end-to-end.
Innestare l'innesto nella tasca inguinale e orientarlo a testa in giù. Infine, sutura la pelle. Per iniziare la procedura, radere un ratto donatore anestetizzato e quindi utilizzare la crema depilatoria.
Iniettare 30 unità di eparina per via sottocutanea nell'area del traspagno. Posizionare la supina animale su una pastiglia riscaldante e produrre un campo chirurgico sterile prelevando, pulendo e drappeggiando l'area chirurgica, incluso l'aspetto dorsale della gamba. Usa la lama bisturi numero 15 per fare un'incisione cutanea di 3 centimetri nella concavità inguine del ratto donatore.
Usa le forbici Iris per riflettere lateralmente il cuscinetto di grasso inguinale. Usando la dissezione smussata con un batuffolo di cotone, esporre i comuni vasi femorali e quindi posizionare un gancio metallico con una fascia elastica per ritrarre i muscoli addominali. Al microscopio sezionato con ingrandimento fino a 40X, utilizzare micro-forbici, forcep di gioielliere dritte numero tre e forcep angolate di 45 gradi per sezionare il pedicolo prossimamente dall'emergere dei vasi femorali comuni sotto il legamento inguinale e distogliare alla confluenza dei vasi poplitei nell'innesto.
Utilizzando micro-clip e gioiellieri bipolari forza, ligate e dividi i grandi rami arteriosi e venosi per mobilitare i principali vasi femorali. Usa le forcep bipolari fini per cauterizzare eventuali piccoli rami. Usa le forbici Iris per fare un'incisione cutanea dal centro della pelle precedente tagliata lungo il lato ventrale dell'arto posteriore fino all'area della caviglia.
Tagliare il muscolo gracilis e gli altri muscoli adduttori sotto di esso in modo verticale per esporre e legare i vasi genicolari prossimali mediali, i piccoli vasi ramificati profondi e il nervo sciatico. A questo punto, su un tavolo chirurgico separato, l'altro chirurgo dovrebbe intubare e anestetizzare l'animale ricevente per preparare il sito chirurgico ricevente in tempo per il posizionamento dell'innesto e ridurre al minimo il tempo ischemico dell'innesto. Effettuare incisioni cutanee circonferenziali a livello del ginocchio e della caviglia, disarticolare il ginocchio e la caviglia e rimuovere muscoli e tessuti estranei.
Fai un'incisione verticale della pelle sul lato dorsale della palpebra posteriore per liberare l'innesto, composto da fibula e tibia, e ora collegato solo dal pedicolo. Posizionare piccoli morsetti il più prossimamente possibile sull'arteria e sulla vena femorale e tagliare il pedicolo il più vicino possibile al legamento inguinale. Utilizzare una cannula smussata con sciacquone calibro 27 per iniettare saline eparinate nell'arteria femorale per lavare l'innesto di sangue.
Avvolgere l'innesto isolato in garza calda imbevuta di salina e trasportarlo immediatamente al tavolo con l'animale ricevente, con il sito chirurgico già preparato per l'anastomosi vascolare. Intubare il ratto ricevente e anestetizzare profondamente con isoflurane vaporizzato dal 2,5 al 3%, bilanciato con un litro al minuto di ossigeno. Posizionare la supina animale su una pastiglia riscaldante e strofinare e drappeggiare il sito chirurgico.
Mentre il primo chirurgo sta lavorando per liberare l'innesto dall'animale donatore, usa la lama bisturi numero 15 per fare un'incisione cutanea di tre centimetri nella concavità inguine del ratto ricevente anestetizzato. Usa le forbici Iris per riflettere lateralmente il cuscinetto di grasso inguinale. Dopo aver esposto i vasi femorali comuni allo stesso modo dell'animale donatore, posizionare un gancio metallico con una fascia elastica per ritrarre i muscoli addominali.
Quindi ligate e dividi i rami di Murphy. Utilizzando 10-0 suture interrotte in nylon, vasi donatori di anastomosi. Ai recipienti tramite tecnica venosa end-to-side.
Quindi eseguire l'anastomosi arteriosa tramite la tecnica end-to-end. Dopo aver gradualmente rilasciato i morsetti, monitorare i siti anastomotici per il sanguinamento e aggiungere suture aggiuntive se necessario. Al fine di garantire un'efficace riperfusione dell'innesto, valutare visivamente l'anastomosi vascolare.
Quindi innestare l'innesto nella tasca inguinale e orientarlo capovolto, con l'articolazione superiore della caviglia e l'articolazione del ginocchio inferiore. Utilizzare suture tucking per fissare l'innesto ai muscoli adiacenti. Infine, chiudere la pelle tramite suture 4-0 ammortizzabili orizzontali del materasso orizzontale interrotte e continuare con la cura post-operatoria come descritto nel manoscritto.
Il modello a lembo osteomiocutaneo dell'arto posteriore eterotopico VCA del ratto consente la sopravvivenza dell'allografto a lungo termine sotto immunosoppressione. Il lembo è ben nascosto nella zona inguinale e costituisce una morbilità e un disagio minimi per l'animale. Quando il trattamento di immunosoppressione è stato interrotto, l'innesto è stato rifiutato.
Le immagini Doppler dell'allografto mostrano uno spostamento dalla profusione di sangue minima immediatamente dopo il VCA, alla completa rivascolarizzazione del lembo il giorno 64. La biopsia cutanea di una lega sigeneica il giorno 45 mostra una morfologia normale dei componenti della pelle, mentre vi è atrofia e infiltrazione di cellule mononucleari in una lega allogeneica in rigetto il giorno 75 trattato quotidianamente con una dose inferiore di immunosoppressore. La biopsia muscolare di una lega sigeneica il giorno 45 mostra una morfologia normale, mentre l'atrofia muscolare e l'infiltrazione di cellule mononucleari sono evidenti in un allografto allogeneico in rigetto il giorno 98, trattato quotidianamente con una dose inferiore di immunosoppressore.
La biopsia dell'arteria femorale di un allotrascisto sigeneico il giorno 45 mostra una morfologia normale dell'arteria, in contrasto con l'arteria femorale di un allografto allogeneico in rigetto il giorno 98, trattata quotidianamente con una dose inferiore di immunosoppressore. Questo modello fornisce uno strumento per testare gli effetti del rigetto acuto, del rifiuto cronico e di fattori ambientali come infezioni e insulti chirurgici sullo sviluppo della vasculopatia. I farmaci immunosoppressivi sono necessari per la sopravvivenza a lungo termine dell'innesto.
Questi farmaci sono chimicamente pericolosi e devono essere maneggiati con cautela e con adeguati dispositivi di protezione del personale.
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Panoramica
Questo articolo presenta un modello chirurgico su roditore per lo studio del trapianto allotessutale vascolarizzato, con un focus sul rigetto del trapianto e sulla vasculopatia. Il modello consente la valutazione degli eventi di rigetto e delle strategie terapeutiche in un contesto clinicamente rilevante.
Componenti Chiave dello Studio
Settore Scientifico
- Biologia della trapiantologia
- Biologia vascolare
- Chirurgia sperimentale
Sfondo
- Gli allotrapianti compositi vascolarizzati offrono benefici significativi ai riceventi del trapianto.
- I meccanismi biologici alla base del rigetto del trapianto e della vasculopatia non sono ben compresi.
- È necessario disporre di modelli animali affidabili per lo studio di questi fenomeni.
- Il modello include tessuti clinicamente rilevanti come cute, muscolo e osso.
Scopo dello studio
- Sviluppare un modello riproducibile su roditore per lo studio del rigetto del trapianto.
- Indagare le cause della vasculopatia nei riceventi di trapianto di mano.
- Facilitare la ricerca su strategie terapeutiche per prevenire il rigetto del trapianto.
Metodi Utilizzati
- Creazione di un modello chirurgico su roditore per il trapianto composito vascolarizzato allotrapiantato.
- Valutazione degli episodi di rigetto e delle alterazioni vasculopatiche.
- Utilizzo di modelli non funzionali per ridurre il tempo chirurgico e la morbilità.
- Concentrazione sulle tecniche chirurgiche macrovascolari per il chirurgo principale.
Risultati principali
- Il modello permette interventi chirurgici più rapidi e riduce il tempo ischemico.
- Fornisce informazioni sullo sviluppo della vasculopatia nei trapianti.
- Dimostra l'importanza della competenza chirurgica nelle tecniche macrovascolari.
Conclusioni
- Questo modello rodentistico è uno strumento prezioso per lo studio del rigetto dell'innesto e della vasculopatia.
- Può contribuire a identificare potenziali strategie terapeutiche per migliorare gli esiti del trapianto.
- Ulteriori ricerche che utilizzano questo modello potrebbero migliorare la comprensione del trapianto allotrapiantato vascolarizzato composito.
Domande frequenti
Rilevanza Industriale del Progetto
Il trapianto allotestuale di tessuti compositi vascolarizzati (VCA) incontra difficoltà nella comprensione del rigetto dell'innesto e della vasculopatia a causa del numero limitato di casi clinici. Un modello riproducibile nel ratto permette studi meccanicistici sulle vie di rigetto e sulle risposte immunosoppressive. Questo approccio supporta la validazione degli obiettivi terapeutici e la riduzione del rischio preclinico per i farmaci trapiantologici.
Applicazioni Strategiche nella Ricerca e Sviluppo Biofarmaceutici
Scoperta Precoce e Validazione del Target
- Valore scientifico: Consente l'analisi dei meccanismi immunologici alla base del rigetto acuto e cronico negli innesti di allotrapianto vascolarizzato (VCA).
- Valore operativo: Fornisce una piattaforma per la validazione di bersagli coinvolti nella vasculopatia ischemica e nell'infiltrazione di cellule mononucleate.
- Valore scientifico: Permette la valutazione funzionale della sopravvivenza dell'innesto in presenza di immunosoppressione, al fine di ridurre i rischi meccanicistici.
Sviluppo di screening e saggi
- Valore scientifico: Consente un monitoraggio seriale mediante biopsia e imaging per quantificare nel tempo le modifiche vascolari e dei tessuti.
- Valore operativo: Stabilisce letture standardizzate per la perfusione dell'innesto, l'istologia e l'infiltrazione immunitaria.
- Valore scientifico: Facilita lo sviluppo di saggi per l'efficacia di farmaci immunosoppressori e la progressione della vasculopatia.
Ricerca Translazionale e Preclinica
- Valore scientifico: Modella lo sviluppo di vasculopatie rilevanti per l'uomo negli allotrapianti sotto immunosoppressione.
- Valore operativo: Permette studi longitudinali dal trapianto al rigetto per la valutazione della finestra terapeutica.
- Valore scientifico: Collega i meccanismi molecolari agli esiti strutturali nei prelievi bioptici di cute, muscolo e arteria.
Integrazione di Pipeline e Flusso di Lavoro
Il modello si inserisce nel percorso di scoperta che va dalla validazione del bersaglio alla valutazione preclinica di biologici e immunomodulatori correlati al trapianto.
- Biologia della scoperta: Supporta la verifica di ipotesi sui meccanismi di rigetto e sui percorsi di danno vascolare.
- Screening: Fornisce output quantitativi e riproducibili sulla vitalità del trapianto e sulla risposta immunitaria.
- Analisi: Offre letture multimodali, inclusi imaging Doppler, istologia e monitoraggio della sopravvivenza.
- Ricerca traslazionale: Collega le scoperte meccanicistiche alla validazione preclinica di regimi immunosoppressivi.
- Riutilizzo aziendale: Funge da piattaforma riutilizzabile per testare diversi candidati terapeutici in ambito VCA.
Impatto Operativo ed Aziendale
- Valore scientifico: Affidabilità predittiva nell'interazione con il bersaglio e nella modulazione del percorso nell'immunologia dei trapianti.
- Valore operativo: Procedure chirurgiche e di monitoraggio standardizzate riducono la variabilità tra gli studi.
- Valore strategico: Orienta le decisioni di proseguimento o interruzione dello sviluppo modellando i rischi di rigetto cronico e di vasculopatia.
- Impatto sul portafoglio: Permette una priorizzazione delle terapie immunomodulatrici adeguata al rischio, basata sui dati di sopravvivenza dell'innesto.
Considerazioni sull'implementazione
- Richiede competenze specifiche in tecniche microchirurgiche e anastomosi vascolari.
- È dipendente da strumentazione specializzata, inclusi microscopi, microstrumenti e cannule vascolari.
- Necessita di protocolli standardizzati di cura postoperatoria e di immunosoppressione per ottenere risultati riproducibili.
- Comporta considerazioni di adattamento nella traduzione dei risultati tra specie diverse o tipi di innesto.
- È limitato dalla complessità chirurgica e dalla necessità di tecnica asettica per prevenire infezioni confondenti.
