Renale IRI-modellen bij muizen zijn populair in biomedisch onderzoek vanwege hun relatief lage operationele kosten en de beschikbaarheid van diverse transgene modellen12. Het hier gepresenteerde unilaterale renale IRI-model bootst karakteristieke pathologische veranderingen na die zijn waargenomen bij humane renale IRI, zoals tubulaire dilatatie, necrose en fibrose13. Deze resultaten zijn gebaseerd op wisselende reperfusietijden.
Kritieke stappen van dit protocol omvatten het handhaven van een constante lichaamstemperatuur en de juiste plaatsing van de vasculaire klem in de nierpedikel. De lichaamstemperatuur beïnvloedt het metabolisme van het dier14, waardoor de experimentele resultaten zowel op fysiologisch als op cellulair niveau veranderen15. In dit model werd de lichaamstemperatuur vóór de operatie gestabiliseerd met behulp van rectale en padsensorsondes. Bovendien wordt continue controle van de lichaamstemperatuur tijdens de hele chirurgische procedure ten zeerste aanbevolen, vooral voordat de vasculaire klem wordt geplaatst om ischemie te induceren.
De blootstelling van de nier en de juiste plaatsing van de vasculaire klem zijn ook van cruciaal belang voor het succes van het experiment. Schade aan de niercapsule door onjuiste behandeling van de tang tijdens blootstelling van de nier door de chirurgische incisie zal leiden tot perirenale bloeding en ontsteking. De vasculaire klem moet op de nierpedikel worden geplaatst die de nierslagader en de nierader afsluit zonder de urineleider en de suprarenale slagaders te beïnvloeden. Cruciaal voor deze stap is de zorgvuldige dissectie van het vetweefsel rond het nier hilum14,16.
Dit model is kosten- en tijdbesparend. De anesthesieconsumptie per muis was 156,47 ± 37,88 μL (gemiddelde ± SD, n = 17) van een voorverwijde ketamine/xylazinecocktail (1:10 ketamine, 1:50 xylazine, in zoutoplossing; concentratie van de stamoplossing, beide 100 mg/ml). Chirurgie kan in een relatief korte periode worden uitgevoerd. De totale operatietijd per muis was 53 ± 5,23 min (gemiddelde ± SD, n = 17). Met getraind personeel kunnen meerdere operaties tegelijkertijd worden uitgevoerd. In onze groep voerde een ervaren onderzoeker de operatie uit totdat de klem uit de nierpedikel werd losgelaten, terwijl een tweede het overnam van het sluiten van de wond tot het herstel van de muis. Met deze aanpak waren we in staat om een groot aantal operaties op één dag uit te voeren. In dit model gebruikten we de dorsolaterale benadering, wat resulteert in minder trauma en minder vocht- en warmteverlies uit de buikholte in vergelijking met de middellijnbenadering16.
Eerder gepubliceerde protocollen hebben de renale pedikelklemtechniek beschreven om acute nierschade bij muizen te induceren 17,18,19. In die studies werd echter een contralaterale nefrectomie uitgevoerd naast de unilaterale IRI met ischemische tijden variërend van 15 tot 26 min. In dit protocol hebben we unilaterale ischemie gedurende 30 minuten geïnduceerd met behoud van de contralaterale nier. Dit resulteerde in een overlevingskans van 100%. Dit model is echter niet geschikt om azotemische nierschade op te wekken, deels als gevolg van het compenserende effect dat wordt uitgeoefend door de niet-chirurgisch ingegrepen contralaterale nier. Het onaangetast houden van één nier bij hetzelfde dier biedt echter het voordeel van het gebruik van langere ischemietijden met een hogere overlevingskans. Daarnaast kan de contralaterale nier worden gebruikt om mogelijke bijwerkingen van testgeneesmiddelen of behandelingen die tijdens de experimentele procedure worden toegepast te beoordelen en om nier-nieroverspraakeffecten te bestuderen20,21. Dit model is bijvoorbeeld nuttig geweest bij het aantonen van reactieve zuurstofsoort-geïnduceerde veranderingen op cellulair niveau, zowel in de IRI als in de contralaterale, niet-chirurgisch ingegrepen nier11.
Dit model heeft een potentiële toepassing in studies die gericht zijn op het identificeren en karakteriseren van markers van unilaterale nierschade, renale overspraakeffecten, post-renale IRI-geïnduceerde hemodynamische veranderingen en potentiële nefrotoxische effecten van kandidaat-geneesmiddelen voor gebruik bij renale IRI. Deze gedetailleerde beschrijving van de belangrijkste pathologische veranderingen dient als een waardevol hulpmiddel om de meest geschikte tijd te selecteren om specifieke cellulaire processen te bestuderen, van ontsteking en necrose (4 uur tot 2 dagen) tot regeneratie (4 dagen) en fibrose (7 dagen en later).