Hier beschrijven we de voorbereiding en technische details van heterotope harttransplantatie bij muizen met behulp van een donorhart voor bloedsomloopdood.
Een abonnement op JoVE is vereist om deze inhoud te bekijken. Log in of start vandaag met uw gratis proefperiode.
Methodenartikel
Hier beschrijven we de voorbereiding en technische details van heterotope harttransplantatie bij muizen met behulp van een donorhart voor bloedsomloopdood.
Het doel van dit protocol is het opzetten van een heterotopisch harttransplantatiemodel bij ratten met donatie na circulatoire dood (DCD) donorharten. Er zijn twee opstellingen voor dit protocol: hartdonor opstelling en ontvanger instelling. In de hartdonoropstelling worden Sprague Dawley-ratten verdoofd, endotracheaal geïntubeerd en beademd. De rechter halsslagader wordt gecanuleerd om heparine en het verlammende middel vecuroniumbromide af te geven. Het DCD-proces wordt gestart door de ventilatie te beëindigen. Na 20 minuten wordt het hart blootgelegd en wordt de aorta distaal van de brachiocephalische tak afgeklemd. Op 25 minuten na het beëindigen van de beademing wordt ijskoude oplossing van de Universiteit van Wisconsin (UW) door de halsslagaderkatheter geperfundeerd om het hart te spoelen. Het hart wordt verkregen door de aorta, longslagader, venae cavae en longaders te delen en opgeslagen in UW-oplossing voor implantatie. In de ontvangeropstelling wordt de Lewis-rat verdoofd met isofluraan. Buprenorfine met langzame afgifte wordt subcutaan toegediend om een soepel postoperatief herstel te bevorderen. Via een middellijn abdominale incisie worden de infrarenale aorta en de inferieure vena cava geïsoleerd en afgeklemd met een atraumatische vasculaire klem. De donorhartaorta en de longslagader worden gehecht aan respectievelijk de ontvangende abdominale aorta en vena cava met een lopende 8-0 Prolene. De vaatklem wordt verwijderd om het hart te herstellen. De buikwand wordt gesloten en de rat wordt hersteld. Na een bepaald interval (24 uur tot 2 weken) wordt de ontvangende rat verdoofd, wordt het getransplanteerde hart blootgelegd en wordt een ballontipkatheter via de apex in de linkerventrikel ingebracht om de ontwikkelde druk en dP/dt te registreren met behulp van een data-acquisitiesysteem. Het hartweefsel wordt verzameld voor histologie, immunologie of moleculaire analyse. Een succesvol DCD-donormodel voor harttransplantatie bij ratten zal verder onderzoek mogelijk maken naar de cardioprotectieve benaderingen om de harttransplantatieresultaten van DCD-donoren te verbeteren.
Een klein diermodel van harttransplantatie (HTx) is van cruciaal belang voor het uitvoeren van onderzoek naar de pathofysiologische aandoeningen die het getransplanteerde hart aantasten. Heterotope HTx in een muizenmodel, zoals beschreven door Oto en Lindsey, heeft onderzoekers in staat gesteld de pathofysiologische veranderingen te bestuderen die worden waargenomen in de omstandigheden van ischemie en reperfusie1. Traditioneel worden donorharten voor transplantatie verkregen van kloppende hartdonoren, ook wel bekend als donatie na hersendood (DBD) donoren; er is echter een onevenredige toename van het aantal patiënten dat HTx2 nodig heeft. Meer recentelijk zijn harten van donoren van circulatoire dood, ook bekend als donatie na circulatoire dood (DCD) donoren, gebruikt voor transplantatie in experimentele settings3. Het belangrijkste onderscheid tussen DBD- en DCD-donorharten is dat in de laatste harten worden blootgesteld aan verschillende perioden van ischemie, waardoor het gebruik ervan in de routinematige HTx-praktijk wordt uitgesloten.
De eerder beschreven literatuur over heterotope HTx bij muizen heeft alleen gebruik gemaakt van kloppende hartdonoraandoeningen 4,5,6. Heterotope DCD-harttransplantatie vereist subtiele aanpassingen, zonder welke het getransplanteerde hart niet zal kloppen7. Dit protocol is bedoeld om een verfijnde techniek van DCD HTx bij ratten met de lezers te delen. Wereldwijde myocardischemie is aangeboren voor DCD-orgaandonatie. Een experimentele opstelling die globale myocardischemie nabootst, is alleen bestudeerd in de ex vivo-opstelling 5. Bevindingen uit ex vivo studies zijn mogelijk niet van toepassing op het DCD HTx-werk, aangezien er significante verschillen bestaan tussen in vivo (DCD) en ex vivo globale ischemiemodellen5. De resultaten, of het gebrek daaraan, van interventies om reperfusiemyocardischemie in ex vivo-modellen te verminderen, zijn mogelijk niet reproduceerbaar in het DCD HTx-model. Daarom is het essentieel om de menselijke DCD HTx te simuleren in een diermodel, waarvan de bevindingen een hogere translationele waarde kunnen hebben. Het hier beschreven DCD HTx-model stelt de onderzoeker in staat om de klinische DCD HTx nauwkeurig te simuleren en de mogelijkheid te bieden om reperfusieschade te verminderen door middel van interventies in zowel het donorhart als de ontvanger. Na herstel van de ontvangende rat kunnen de functie, histopathologie en immunologie van het getransplanteerde hart met verschillende tussenpozen worden bestudeerd vanaf het moment van transplantatie.
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Alle dierproeven werden uitgevoerd in overeenstemming met de richtlijnen van de instelling en de Gids voor de verzorging en het gebruik van proefdieren, gepubliceerd door de National Institutes of Health (NIH-publicatie nr. 86-23, herzien in 2011)8. De volgende procedures zijn goedgekeurd door het Institutional Animal Care and Use Committee van de Virginia Commonwealth University. Alle procedures werden uitgevoerd volgens de OSHA-richtlijnen (Occupational Safety and Health Administration) en de aanbevolen steriele technieken9. De Sprague Dawley-ratten werden gehuisvest onder gecontroleerde vochtigheid bij een temperatuur van 23 °C en 12 uur donker/lichtcycli.
1. Opzet van het lab
NOTITIE: Wijs een speciale ruimte toe om steriele overlevingsoperaties bij knaagdieren uit te voeren met een operatiemicroscoop. Houd de omgevingstemperatuur van de operatiekamer zo warm; Het gebruik van verwarmingskussens, zowel voor operaties als voor het herstelproces, is essentieel om de lichaamstemperatuur van de ontvangende rat op peil te houden.
2. In vivo voorbereiding van een DCD-donordonor bij ratten
3. In vivo DCD heterotope harttransplantatie bij ratten
4. Herstel en monitoring
5. Verkrijging en transplantatie van het controlekloppend hart
6. Beoordeling van de getransplanteerde hartfunctie:
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
24 uur tot 14 dagen na de heterotope harttransplantatie kan de buik worden heropend en kan het hart worden blootgesteld om de druk te meten die door de linkerventrikel wordt ontwikkeld. Een ballonkatheter wordt ingebracht in de linkerventrikel van het DCD (of CBD) hart om de ontwikkelde druk (DP), de max +dP/dt en de min −dP/dt te meten. Figuur 7 toont een voorbeeld van de verwachte DP, +dP/dt en -dP/dt van een DCD-hart in vergelijking met een CBD-hart 24 uu...
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Voor een succesvolle DCD heterotope rat HTx is het van cruciaal belang dat een nauwgezette en doordachte opzet van het experiment wordt vastgesteld. Bij de gedetailleerde opstelling wordt rekening gehouden met verschillende factoren, waaronder 1) het selecteren van jonge ratten als DCD-donor, 2) het gebruik van isofluraan als het anestheticum bij uitstek, 3) effectieve toediening van cardioplegie aan het donorhart, 4) opslag van het hart van de donor in een ijskoude oplossing, 5) het bep...
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
De auteurs van dit manuscript hebben geen belangenconflicten te onthullen.
Dit werk werd ondersteund door een Merit Review Grant toegekend aan Dr. Mohammed Quader (1I01 BX003859) en fondsen van het Pauley Heart Center aan Mohammed Quader en Dr. Stefano Toldo.
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
| Naam | Bedrijf | Catalogusnummer | Opmerkingen |
|---|---|---|---|
| 5-0 nylon suture polyamide monofilament | Aros Surgical | SP17A05N-45 | |
| 5-0 silk suture | Surgical Specialties | SP116 | |
| 8-0 monofilament suture | Aros Surgical | T06A08N14-13 | |
| Autoclave | Steris | Amsco Lab 250 | |
| BD Insulin Syringe with Detachable Needle 1 mL Syringes | Fisher Scientific | 14-820-28 | |
| BD Syringe with Luer-Lok Tips (Without Needle) 10 mL Syringes | Fisher Scientific | 14-823-16E | |
| Belzer University of Wisconsin cold storage solution | Bridge to Life Northbrook IL USA | Adenosine 1,34 g/L, Allopurinol 0,136 g/L, Glutathione 0,922 g/L, Lactobionic Acid (als Lactone) 35,83 g/L, Magnesium Sulfate heptahydrate 1,23 g/L, Pentafraction 50 g/L, Potassium Hydroxide 5,61 g/L, Potassium Phosphate monobasic 3,4 g/L, Raffinose pentahydrate 17,83 g/L | |
| Buprenorfin SR Lab | Zoopharm LLC | ||
| DeBakey atraumatische pedische multihoekige vasculaire klem | Aesculap | F341T | |
| Exel International Disposable Safelet I.V. Catheters 14 G | Fisher Scientific | 14-841-10 | |
| Exel International Disposable Safelet I.V. Catheters 22 G | Fisher Scientific | 14-841-20 | |
| Fogarty catheter size 4F | Edwands Lifesciences | 120404F | |
| Forceps met gebogen uiteinden | Accurate Surgical & Scientific Instruments Corporation | ASSI.228 | |
| Gaymar verwarmingspomp | Braintree Scientific, Braintree, MA, USA | TP700 | |
| Germinator-500 | Braintree Scientific | ||
| Heparine Sodium Injectie, USP 1.000 U/mL | Pfizer | NDC 0069-0137-01 | |
| Iris micro-schaar met rechte uiteinden | Accurate Surgical & Scientific Instruments Corporation | ASSI.5253 | |
| Isofluraan USP | Patterson Veterinary | NDC 14043070406 | |
| Ketamine HCl 100 mg/mL | Henry Schein | NDC 6745710810 | |
| Lidocaine HCl 2% | Aspen Veterinary | 07-892-4325 | |
| McKesson General Medical 6IN Q-TIPS 2STER WOOD 100/PACK | Fisher Scientific | NC0650323 | steriele wattenstaafjes |
| Micro-schaar, rechte hoek en gebogen uiteinden | Braintree Scientific | SC-MS 154 | |
| Naaldhouder | Accurate Surgical & Scientific Instruments Corporation | ASSI.BSL158 | met het vergrendelingsmechanisme verwijderd |
| Normal Saline | Baxter Infusion supplies | ||
| PowerLab station | AD Instruments, Denver, CO | data acquisitiesysteem | |
| Sodium Hydroxide/Hydrochloric Acid | stel de oplossing in op pH 7,4 | ||
| Sprague Dawley ratten | mannetje, 8–16 weken oud, <400 g gewicht | ||
| Chirurgische microscoop | Leika | Model M525 F40 | |
| Surgicel | Ethicon | absorbeerbare hemostaat | |
| Temperatuursonde Therma Waterproof Type T Hoge Precisie Thermokoppel Meter | Thermoworks | THS-232-107 | |
| Pincet met hoge precisiepunt | Excelta | 17-456-109 | |
| Vecuronium Bromide | Sigma-Aldrich | PHR1627 | verdund in PBS voor 100 mg/mL |
| Ventelite | Harvard Apparatus, Holliston, MA, USA | ||
| Xylazine 100 mg/mL | Pivetal Anased | NDC 04606675002 |
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Dit artikel is gepubliceerd
Video binnenkort beschikbaar