Ex vivo longen zijn nuttig voor een verscheidenheid aan experimenten om fysiologische gegevens te verzamelen, terwijl de verstorende variabelen van in vivo experimenten worden uitgesloten. Commerciële opstellingen zijn vaak duur en beperkt in de soorten gegevens die ze kunnen verzamelen. We beschrijven een methode voor het bouwen van een volledig modulaire opstelling, aanpasbaar voor verschillende onderzoeksontwerpen.
Een abonnement op JoVE is vereist om deze inhoud te bekijken. Log in of start vandaag met uw gratis proefperiode.
Methodenartikel
Ontwerp en implementatie van een ex vivo longperfusiemodel voor ratten
* These authors contributed equally
In dit artikel
Samenvatting
Samenvatting
Ex vivo longpreparaten zijn een nuttig model dat kan worden vertaald naar veel verschillende onderzoeksgebieden, als aanvulling op overeenkomstige in vivo en in vitro modellen. Laboratoria die geïsoleerde longen willen gebruiken, moeten zich bewust zijn van belangrijke stappen en inherente uitdagingen om een opstelling op te zetten die betaalbaar en betrouwbaar is en die gemakkelijk kan worden aangepast aan het onderwerp van interesse. Dit artikel beschrijft een doe-het-zelf (doe-het-zelf) model voor ex vivo longventilatie en perfusie bij ratten om geneesmiddel- en gaseffecten op de pulmonale vasculaire tonus te bestuderen, onafhankelijk van veranderingen in het hartminuutvolume. Het maken van dit model omvat a) het ontwerp en de constructie van het apparaat, en b) de longisolatieprocedure. Dit model resulteert in een opzet die kosteneffectiever is dan commerciële alternatieven en toch modulair genoeg om aan te passen aan veranderingen in specifieke onderzoeksvragen. Verschillende obstakels moesten worden opgelost om te zorgen voor een consistent model dat kan worden gebruikt voor een verscheidenheid aan verschillende onderzoeksonderwerpen. Eenmaal vastgesteld, heeft dit model bewezen zeer aanpasbaar te zijn aan verschillende vragen en kan het gemakkelijk worden aangepast voor verschillende vakgebieden.
Inleiding
Ex vivo longperfusie (EVLP)-technieken1 zijn de afgelopen tien jaar steeds vaker gebruikt als middel om longtransplantaties2, ischemie/reperfusie3, longmetabolisme4 en immuunresponsen5 te bestuderen. Geïsoleerde, maar intacte, geventileerde en geperfuseerde longen bieden het uiterst belangrijke vermogen om de respons van de longen, inclusief het pulmonale vaatstelsel, op mogelijke interventies en/of therapieën direct te beoordelen zonder mogelijke confounders, zoals neuronale en hormonale input of veranderende hemodynamica in vivo. ....
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Protocol
Het in vivo gedeelte van de experimenten (van algemene anesthesie tot euthanasie) vereist voorafgaande goedkeuring van de respectieve Institutional Animal Care and Use Committee (IACUC). Alle hierin beschreven procedures zijn goedgekeurd (protocolnummer M1700168) door de IACUC van het Vanderbilt University Medical Center, Nashville, Tennessee, en werden uitgevoerd in overeenstemming met de ARRIVE-richtlijnen14. Voorafgaand aan de experimenten werden alle ratten gehuisvest in de dierenverzorgingsfaciliteit van het instituut, met vrije toegang tot water en voedsel. Met inbegrip van verschillende studies buiten het bestek van dit manuscri....
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Resultaten
Na 10 minuten stabilisatie en baselinemetingen, randomiseerden we een eerste set van 10 mannelijke Sprague Dawley-ratten in vijf kleine groepen: globale no-flow ischemie gedurende 5, 7,5, 8, 9 of 10 minuten (n = 2 per groep) gevolgd door reperfusie; Deze beperkte voorbereidende dosisbepalingsexperimenten werden uitgevoerd om de langst mogelijke ischemietijd te identificeren om nog voldoende ventilatie en reperfusie mogelijk te maken voordat er uiteindelijk een steile en onomkeerbare toename van de luchtwegdruk en oedeemv.......
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Discussie
Met deze opstelling zijn meer dan 100 experimenten succesvol uitgevoerd in ons lab. Het modulaire ontwerp van deze op maat gemaakte opstelling gaf een grote flexibiliteit aan mogelijke veranderingen in experimentele vereisten. Terwijl andere opstellingen een deoxygenator18 gebruiken om een constant zuurstofverbruik en CO2 - productie door eindorganen na te bootsen, maakte dit vereenvoudigde model geen gebruik van deze functie, vanwege de focus op het bestuderen van de effecten van versc.......
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Openbaarmakingen
De auteurs verklaren geen belangenconflicten, financieel of anderszins.
Dankbetuigingen
Ondersteuning werd gedeeltelijk verleend door een Merit Review Award (101 BX003482) van de U.S. Department of Veteran Affairs Biomedical Laboratory R&D Service, een NIH-subsidie (5R01 HL123227), een Transformative Project Award (962204) van de American Heart Association en door institutionele fondsen toegekend aan Dr. Riess. Dr. Balzer ontving niet-gerelateerde financiering van de Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG, Duitse Onderzoeksstichting), projectnummer BA 6287/1-1. De auteurs willen Matthew D. Olsen, Chun Zhou, Zhu Li en Rebecca C. Riess bedanken voor hun waardevolle bijdragen aan het onderzoek.
....Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Materialen
| Naam | Bedrijf | Catalogusnummer | Opmerkingen |
|---|---|---|---|
| 1,000 mL glazen beker | Pyrex, Chicago, IL | ||
| 1,500 mL glazen beker | Pyrex, Chicago, IL | ||
| Air Trap Compliance Chamber | Radnoti | 130149 | |
| Bioamplifiers | CWE Inc | BPM-832 | |
| Klemmen | Fisher Scientific | S02626 | |
| DAQ (Data Acquisition) | National Instruments, Austin, TX | NI USB-6343 | |
| Gas Mixer | CWE Inc, Ardmore, PA | GSM-4 | |
| Verwarmingsspiraal | Radnoti, Covina, CA | 158822 | |
| Verwarmingsplaat | Thermo Fisher Scientific, Waltham, MA | 11-100-49SH | |
| Heparine | Pfizer | W63422 | |
| LabVIEW Full Development System 2014 | National Instruments | ||
| Pentobarbital | Diamondback Drugs | G2270-0235-50 | |
| pH700 sonde | OAKTON, Vernon Hills, IL | EW-35419-10 | |
| Polystat waterbad | Cole-Parmer | EW-12121-02 | |
| Rodent Ventilator | Harvard Apparatus, Holliston, MA | Model 683 | |
| Rollerpomp | Cole-Parmer, Wertheim, Duitsland | Ismatec REGLO Digital MS 2/8 | |
| Sprague Dawley Rat | Charles River, Wilmington, MA | Strain code 001 | |
| VetScan i-STAT | Abraxis, Chicago, IL | i-STAT 1 |
Referenties
- Uhlig, S., Taylor, A. E. Methods in Pulmonary Research. , Birkhäuser. (1998).
- Ghaidan, H., et al. Ten year follow-up of lung transplantations using initially rejected donor lungs after reconditioning using ex vivo lung perfusion. Journal of Cardiothor....
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Herprints en machtigingen
