Trapianto ortotopico di fegato di successo nei topi che utilizzano l'angiografia con tomografia microcomputerizzata
22 settembre 2023
In questo protocollo, discutiamo l'implementazione di un modello di trapianto ortotopico di fegato (OLT) di successo nei topi. Inoltre, vengono discussi anche gli adiuvanti per analizzare ulteriormente la pervietà dell'allotrapianto dopo il successo dell'OLT in un topo, in particolare utilizzando scansioni di tomografia microcomputerizzata (microCT).
Il trapianto è spesso l'unica terapia efficace per la malattia d'organo allo stadio terminale. Per comprendere i complessi meccanismi inerenti al danno del trapianto nel fegato, sono stati sviluppati robusti modelli di trapianto di piccoli animali per ricapitolare la fisiologia e la fisiopatologia del danno da allotrapianto. Dovranno essere sviluppate strategie innovative per indagare in profondità i percorsi meccanicistici coinvolti nel danno tissutale osservato nel trapianto e per espandere il pool di donatori.
L'uso dei topi per studiare il trapianto è fondamentale in quanto consente l'uso di linee di topi geneticamente modificati e transgenici per studiare il ruolo di specifici percorsi molecolari sulla fisiopatologia del danno da allotrapianto. Ci sono una serie di sfide tecniche con il trapianto di fegato di topo, tra cui il piccolo diametro dell'anastomosi vascolare e il conseguente rischio di trombosi che porta al fallimento dell'allotrapianto. Sebbene siano state impiegate molte tecnologie come l'angiografia a ultrasuoni, la tomografia microcomputerizzata presenta vantaggi tra cui la capacità di ottenere immagini ad alta risoluzione dell'anastomosi vascolare in tutto l'addome.
Questi studi possono essere eseguiti longitudinalmente per valutare la pervietà vascolare e la profusione del fegato nel tempo. Ci sono molte sfide nell'eseguire studi di microangiografia TC accurati e chiari nei roditori. Abbiamo scoperto che l'uso del gating cardiaco e la regolazione delle concentrazioni di isoflurano per ridurre la frequenza respiratoria producono le immagini più chiare.
Abbiamo anche scoperto che l'utilizzo di tempi di contrasto specifici per roditori per fasi specifiche ha anche migliorato la visualizzazione.
Panoramica
Questo protocollo descrive un modello per il trapianto ortotopico di fegato (OLT) nei topi, con un focus sull'uso di scansioni di microtomografia computerizzata (microTC) per analizzare la pervietà dell'innesto allogenico dopo il trapianto.
Componenti Chiave dello Studio
Area della Scienza
- Biologia del trapianto
- Modelli di piccoli animali
- Imaging con tomografia computerizzata micro-CT
Sfondo
- Il trapianto è una terapia fondamentale per le malattie d'organo in stadio terminale.
- I modelli murini sono essenziali per lo studio dei meccanismi di danno all'alloinnesto.
- La microTC offre immagini ad alta risoluzione per la valutazione dell'anastomosi vascolare.
- Esistono sfide tecniche nel trapianto epatico nei topi.
Scopo dello studio
- Sviluppare un modello affidabile di trapianto ortotopico di fegato (OLT) nei topi.
- Utilizzare la microTC per valutare la pervietà dell'innesto allogenico.
- Affrontare le sfide relative alle tecniche di imaging e chirurgiche.
Metodi Utilizzati
- Trapianto ortotopico di fegato nei topi.
- Imaging microCT per la valutazione vascolare.
- Gating cardiaco e aggiustamenti con iso-fluorina per un imaging più chiaro.
- Protocollo chirurgico dettagliato per il prelievo e il trapianto di fegato.
Risultati principali
- Implementazione con successo del trapianto ortotopico di fegato (OLT) in un modello murino.
- La microTAC ha fornito immagini chiare delle strutture vascolari.
- Le tecniche perfezionate hanno migliorato la qualità dell'imaging e la valutazione dell'innesto allogenico.
- Individuati i passaggi chiave delle procedure chirurgiche per aumentare i tassi di successo.
Conclusioni
- Il modello stabilito è efficace per lo studio del trapianto epatico.
- La microTC è uno strumento prezioso per il monitoraggio della pervietà dell'alloinnesto.
- Un perfezionamento continuo delle tecniche migliorerà gli studi futuri.
Domande Frequenti
Rilevanza Industriale del Progetto
La microtomografia computerizzata angiografica nei modelli murini di trapianto ortotopico di fegato (OLT) consente una valutazione ad alta risoluzione e non terminale dell'anastomosi vascolare, supportando la riduzione del rischio meccanicistico e la validazione degli obiettivi nella ricerca sui trapianti. Questo approccio di imaging aumenta la sicurezza predittiva della pervietà dell'innesto eterologo e facilita studi longitudinali senza dover sacrificare modelli animali preziosi. Il metodo è strategicamente posizionato per informare le fasi iniziali di scoperta e le decisioni precliniche nei portafogli di ricerca e sviluppo focalizzati sui trapianti.
Applicazioni Strategiche nella Ricerca e Sviluppo in Biopharma
Scoperta Precoce e Validazione del Target
- Permette l'analisi dei percorsi molecolari coinvolti nel danno da allotrapianto mediante modelli murini geneticamente modificati.
- Consente la validazione funzionale dell'anastomosi vascolare e della pervietà del trapianto in tempo reale.
- Facilita la riduzione dei rischi meccanicistici permettendo acquisizioni di immagini ripetute e non letali nello stesso soggetto.
- Migliora l'affidabilità predittiva della valutazione terapeutica successiva in biologia della trapiantologia.
Sviluppo di Screening e Saggi
- Fornisce output di imaging validati e ad alta fedeltà per la valutazione quantitativa dell'integrità vascolare.
- Standardizza la valutazione del successo tecnico nei modelli chirurgici, favorendo la riproducibilità.
- Consente un monitoraggio scalabile e longitudinale degli interventi terapeutici negli studi preclinici.
- Prepara sistemi biologici robusti per lo screening di composti e la valutazione dell'efficacia.
Ricerca Translazionale e Preclinica
- Si allinea a modelli rilevanti per lo studio dei meccanismi di trapianto d'organo e di danno tissutale.
- Permette una continuità dalla fase di scoperta alla validazione preclinica, consentendo misurazioni ripetute.
- Riduce il rischio biologico fornendo letture quantitative precoci della funzionalità del trapianto.
- Facilita decisioni di avanzamento terapeutico basate sulla valutazione del rischio per farmaci mirati al trapianto.
Integrazione di Pipeline e Flusso di Lavoro
Questo protocollo integra le fasi iniziali della scoperta fino alla validazione preclinica, consentendo la verifica delle ipotesi, la chiarificazione dei percorsi molecolari e la riduzione dei rischi biologici nella ricerca sui trapianti.
- Biologia della scoperta: Supporta studi meccanicistici sul danno da allotrapianto e sulla pervietà vascolare utilizzando modelli geneticamente ingegnerizzati.
- Screening: Fornisce output di imaging riproducibili e quantitativi per la valutazione tecnica e terapeutica.
- Analisi: Offre ricostruzioni vascolari tridimensionali ad alta risoluzione per l'analisi comparativa tra diverse condizioni sperimentali.
- Ricerca traslazionale: Permette una valutazione longitudinale e non terminale della funzione del trapianto, favorendo l'allineamento dei biomarcatori.
- Riutilizzo aziendale: Stabilisce un flusso di lavoro ripetibile per l'imaging e la chirurgia, applicabile a diversi studi di trapianto.
Impatto Operativo ed Aziendale
- Valore scientifico: Migliora la fiducia predittiva e la validazione degli obiettivi nei modelli di trapianto.
- Valore operativo: Standardizza le procedure di imaging e chirurgiche per garantire riproducibilità e scalabilità.
- Valore strategico: Orienta le decisioni di proseguimento o interruzione dello sviluppo e riduce i rischi biologici in fase avanzata nella ricerca e sviluppo di trapianti.
- Impatto sul portafoglio: Supporta la priorizzazione e lo sviluppo di asset mirati ai trapianti, adeguati al livello di rischio.
Considerazioni sull'implementazione
- Richiede competenze in microchirurgia e anestesia su piccoli animali.
- Richiede l'accesso a sistemi di imaging microCT con gating cardiaco e capacità avanzate di ricostruzione.
- Necessita di una standardizzazione condivisa tra i gruppi di lavoro per i parametri di imaging e le tecniche chirurgiche.
- Potrebbe essere necessaria un'adattamento per diversi sistemi organici o modelli animali.
- La qualità dell'imaging dipende da un controllo preciso dei tempi dell'anestesia e del mezzo di contrasto.
Domande frequenti sul biopharma
Chapters in this video
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Introduction
1:39
Midline Laparotomy Surgery in Donor Mice for Orthotopic Liver Transplantation
4:16
Midline Laparotomy Surgery in Recipient Mice for Orthotopic Liver Transplantation
6:45
Mouse MicroCT Angiography Imaging to Evaluate Allograft Patency and Durability of Anastomoses After Liver Transplantation
