Gastrectomia a maniche nei topi con clip chirurgiche
14 novembre 2020
La prevalenza del diabete e dell'obesità è in continuo aumento in tutto il mondo. I meccanismi tra diabete, obesità e mortalità e co-morbidità associati devono essere ulteriormente studiati. Qui, presentiamo un protocollo per la gastrectomia manica (SG) negli animali come modello preclinico semplice di chirurgia bariatrica.
L'obiettivo principale dell'intervento chirurgico è misurare gli effetti metabolici e la resistenza all'insulina della gastrectomia delle maniche in un modello di topo più valutabile. Questo protocollo mira a produrre un modello animale per la ricerca dei meccanismi che sottolineano i risultati visti dopo un intervento bariatrico nell'uomo, che può fornire approfondimenti sulla patogenesi dell'obesità e sul trattamento del diabete di tipo 2. Per la gastrectomia delle maniche e il funzionamento fittizio, dopo aver confermato l'adeguata profondità dell'anestesia mediante stimolazione delle dita dei piedi, applicare il gel per gli occhi Carbomer 0,2% sugli occhi del mouse per evitare occhi asciutti.
Il mouse viene posizionato e fissato sul tavolo chirurgico. Rimuovere e pulire i capelli rimanenti con una crema depilatoria. Disinfettare l'addome del topo con soluzioni di povidone-iodio alternate all'alcol per tre applicazioni.
Eseguire la procedura SG con l'aiuto di un microscopio o lente d'ingrandimento di sezionamento, se necessario, per prevenire qualsiasi sanguinamento imprevedibile e shock ipovolemico. Fai un'incisione della linea mediana di uno o 1,5 centimetri nell'addome superiore. Utilizzare due micro-forcep seghettate lisce curve per spostare delicatamente lo stomaco e completarlo.
Spostare l'intestino sulla pelle nuda sul lato e coprirlo con una calda garza inumidita salina per prevenire la disidratazione. Dividere con cura il legamento gastrosplenico che collega lo stomaco sinistro alla milza usando una sonda con punta di cotone ed elettrocauteria in base alle esigenze, sezionando così il fondo gastrico dalla milza circostante e da altri organi interni. Allungare delicatamente e lateralmente il fundus e il pilo dello stomaco con pinze, identificare la linea mediana dello stomaco e applicare con attenzione due clip chirurgiche utilizzando l'applier LIGACLIP al segmento mediale dello stomaco del 15% dalla giunzione gastroesofagea in modo inferiore e pylorus in modo superiore.
Bloccare e isolare circa il 75-80% dello stomaco, creando così l'intera manica laterale dello stomaco. Resect lo stomaco isolato laterale con un microscissors. Utilizzare tamponi di cotone per rimuovere qualsiasi cibo residuo dallo stomaco e quindi pulire il bordo tagliato dello stomaco con soluzione acquosa di povidone-iodio.
Inclinare la linea di clip con una sutura non assorbibile monofilamento 5-0 per assicurarsi che non si perda. Annodare le estremità della sutura e ancorare alle clip su entrambe le estremità. Riportare lo stomaco e l'intestino nella posizione corretta nella cavità addominale e chiudere l'addome con una sutura non assorbibile in monofilamento 5-0 alla parete addominale.
Per la procedura fittizia di SG, eseguire una procedura simile a descritta in precedenza con una laparotomia della linea mediana, esternalizzare l'intestino e lo stomaco utilizzando una copertura di garza salina calda umida di 37 gradi Celsius per cinque minuti. Riportare lo stomaco e l'intestino nei siti propri di questi organi interni. Somministrare chetoprofene da due a cinque milligrammi per chilogrammo e cefazolina 25 milligrammi per chilogrammo per via sottocutanea o intraperitoneale dopo l'intervento chirurgico per il controllo del dolore e la prevenzione delle infezioni.
Fermare l'isoflurane e continuare con un flusso d'aria della stanza da tre a cinque litri al minuto fino a quando il mouse non è completamente sveglio. Continua a guardare il mouse mentre riacquista mobilità e inizia a camminare intorno alla gabbia. Posizionare il mouse nell'incubatore indipendente di circa 30 gradi Celsius in condizioni di temperatura per cinque giorni, assicurandosi che ci sia un solo topo per gabbia.
Nelle nostre mani esperte, il tasso di successo di SG è stato di circa il 90% dopo il periodo di apprendimento. Il peso corporeo della dieta finta e ricca di grassi nutriva i topi guadagnati costantemente. Ma la gastrectomia delle maniche e la dieta ricca di grassi alimentati con topi sono diminuite continuamente.
La differenza del livello di colesterolo era significativa tra la dieta ricca di grassi nutriva topi con gastrectomia fittizia e manica. Ciò potrebbe indicare che lo stress ossidativo è migliorato dopo la gastrectomia manica. Significativa anche la differenza dei livelli di emoglobina A1C e IPGTT.
Tra la dieta ricca di grassi alimentata topi con gastrectomia sham e manica e indicando la resistenza all'insulina e il miglioramento del controllo dello zucchero dopo la gastrectomia manica. Questo modello animale può aiutarci a indagare la rilevanza clinica del diabete e dell'obesità nell'uso di una breve procedura chirurgica con gastrectomia delle maniche. Questa procedura può ridurre i tempi di funzionamento e migliorare il tasso di sopravvivenza chirurgica.
Il vantaggio principale di questo studio è quello di imitare gli esiti clinici della chirurgia bariatrica nei pazienti umani utilizzando un semplice modello chirurgico di topo.
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Panoramica
Questo articolo presenta un protocollo per la gastrectomia a manica (SG) negli animali, utilizzato come modello preclinico per la chirurgia bariatrica. Lo studio mira a indagare gli effetti metabolici e la resistenza all'insulina associati alla SG, contribuendo alla comprensione dell'obesità e del diabete.
Componenti Chiave dello Studio
Area della Scienza
- Neuroscienze
- Ricerca metabolica
- Chirurgia bariatrica
Sfondo
- La prevalenza di diabete e obesità sta aumentando a livello globale.
- Comprendere i meccanismi che collegano queste condizioni è fondamentale.
- I modelli animali sono essenziali per lo studio di interventi chirurgici.
- La gastrectomia a manica è una procedura bariatrica comune negli esseri umani.
Scopo dello studio
- Sviluppare un modello animale per lo studio della gastrectomia a manica.
- Valutare gli effetti metabolici e la resistenza all'insulina dopo l'intervento chirurgico.
- Fornire informazioni sui meccanismi di trattamento dell'obesità e del diabete di tipo 2.
Metodi Utilizzati
- Verifica della profondità dell'anestesia mediante stimolazione delle dita dei piedi.
- Applicazione di un gel oftalmico per prevenire l'essiccazione degli occhi durante l'intervento chirurgico.
- Preparazione del sito chirurgico mediante rasatura e disinfezione dell'addome.
- Esecuzione di gastrectomia a manica e interventi fittizi nei topi.
Risultati principali
- Creazione di un modello animale affidabile per la SG.
- Misurazione dei cambiamenti metabolici dopo l'intervento chirurgico.
- Approfondimenti sui meccanismi di resistenza all'insulina.
- Ripercussioni potenziali per la ricerca sull'obesità e sul diabete umano.
Conclusioni
- Il protocollo fornisce un quadro di riferimento per futuri studi sul SG.
- La comprensione degli effetti metabolici può guidare le strategie terapeutiche.
- I modelli animali sono fondamentali per far progredire la ricerca sulla chirurgia bariatrica.
Domande frequenti
Rilevanza Industriale
I modelli preclinici di gastrectomia a manica nei topi permettono un'indagine meccanicistica degli esiti metabolici rilevanti per l'obesità e il diabete di tipo 2. Questo approccio supporta la validazione degli obiettivi terapeutici e la previsione affidabile nella ricerca sulle malattie metaboliche, collegando la biologia della scoperta con la rilevanza traslazionale. La riproducibilità del modello e la sua semplicità operativa facilitano una valutazione solida degli interventi chirurgici nei percorsi metabolici.
Applicazioni Strategiche nella Ricerca e Sviluppo in Biopharma
Scoperta Precoce e Validazione del Target
- Permette l'analisi dei percorsi metabolici implicati nell'obesità e nel diabete.
- Consente la validazione funzionale di bersagli che modulano la resistenza all'insulina e l'omeostasi del glucosio.
- Facilita la riduzione del rischio meccanicistico modellando in topi gli esiti della chirurgia bariatrica umana.
- Fornisce una piattaforma per l'esplorazione basata su ipotesi degli effetti delle interazioni metaboliche.
Sviluppo di Screening e Saggi
- Stabilisce un sistema in vivo validato per letture metaboliche quantitative dopo interventi chirurgici.
- Permette la standardizzazione dei saggi per la misurazione di glucosio, colesterolo e resistenza all'insulina.
- Consente confronti riproducibili tra controlli sottoposti a intervento chirurgico e controlli fittizi (sham-operated).
- Prepara un modello scalabile per studi successivi su interventi con composti chimici o modificazioni genetiche.
Ricerca Translazionale e Preclinica
- Allinea i risultati preclinici agli esiti clinici della chirurgia bariatrica per garantire continuità traslazionale.
- Permette un avanzamento ponderato dei rischi per i bersagli delle malattie metaboliche in base all'efficacia in vivo.
- Supporta lo sviluppo di biomarcatori per il miglioramento metabolico dopo l'intervento.
- Facilita il processo decisionale per la progressione di candidati verso studi preclinici di fase avanzata.
Integrazione di Pipeline e Flusso di Lavoro
Questo modello murino di gastrectomia con sleeve integra il percorso dalla scoperta alla fase preclinica nella ricerca sulle malattie metaboliche, sostenendo sia studi meccanicistici iniziali sia la validazione traslazionale.
- Biologia della scoperta: Fornisce una piattaforma per il test dell'ipotesi nulla sugli effetti di interventi metabolici.
- Screening: Fornisce output quantitativi per parametri glucidici, del colesterolo e della resistenza all'insulina.
- Analisi: Consente il confronto statistico dei parametri metabolici tra gruppi sperimentali.
- Ricerca traslazionale: Collega i risultati preclinici agli esiti chirurgici bariatrici nell'uomo.
- Riutilizzo aziendale: Offre un modello standardizzato e riproducibile per programmi di ricerca metabolica continuativi.
Impatto Operativo ed Aziendale
- Valore scientifico: Aumenta la fiducia predittiva nella validazione degli obiettivi metabolici e nella comprensione meccanicistica.
- Valore operativo: Semplifica l'allestimento del modello con elevata riproducibilità e basse percentuali di complicanze.
- Valore strategico: Supporta decisioni informate di prosecuzione o interruzione per i portafogli di malattie metaboliche.
- Impatto sul portafoglio: Permette la priorizzazione delle strategie di intervento metabolico corretta rispetto al rischio.
Considerazioni sull'implementazione
- Richiede competenze chirurgiche e accesso a strumentazione microchirurgica.
- Necessita di infrastrutture per la fenotipizzazione metabolica e l'analisi statistica.
- Richiede una standardizzazione tra i gruppi di lavoro per garantire riproducibilità e confrontabilità dei dati.
- Adattabile a diverse ceppi di topi e modelli dietetici per una maggiore applicabilità.
- I limiti includono la necessità di un monitoraggio post-operatorio e di alloggiamento singolo durante il recupero.
