Levertransplantatie vertegenwoordigt de gouden standaardbehandeling voor personen met een leverziekte in het eindstadium. Helaas overtreft de vraag naar donororganen het beschikbare aanbod, wat leidt tot een aanzienlijk tekort. In 2021 stonden ongeveer 24.936 patiënten op de wachtlijst voor een levertransplantatie, terwijl slechts 9.234 transplantaties succesvol werden uitgevoerd1. Het aanzienlijke verschil tussen vraag en aanbod van levertransplantaten benadrukt de dringende noodzaak om alternatieve strategieën te onderzoeken om de donorpool te verbreden en de toegankelijkheid van levertransplantaten te verbeteren. Een manier om de donorpool uit te breiden is het gebruik van marginale donoren2. Marginale donoren zijn mensen met gevorderde leeftijd, matige of ernstige steatose. Hoewel de transplantatie van marginale organen gunstige resultaten kan opleveren, blijven de algemene resultaten suboptimaal. Als gevolg hiervan is de ontwikkeling van therapeutische strategieën gericht op het verbeteren van de functie van marginale donoren momenteel aan de gang 3,4.
Een van de strategieën is om machineperfusie te gebruiken, met name normotherme zuurstofrijke machineperfusie, om de functie van deze marginale organen te verbeteren5. Er is echter nog steeds een beperkt begrip van de moleculaire mechanismen die ten grondslag liggen aan de gunstige effecten van normotherme zuurstofrijke machineperfusie (NEVLP). Muizen, met hun overvloedige beschikbaarheid van genetisch gemodificeerde stammen, dienen als waardevolle modellen voor het onderzoeken van moleculaire routes. Bijvoorbeeld, het belang van autofagie pathways bij het verminderen van hepatische ischemie-reperfusie letsel is in toenemende mate erkend 6,7. Een belangrijke moleculaire route in de hepatische ischemie-reperfusie schade is de miR-20b-5p/ATG7 pathway8. Momenteel zijn er een aantal ATG knock-out en voorwaardelijke knock-out muizenstammen beschikbaar, maar geen overeenkomstige rattenstammen9.
Op basis van deze achtergrond was het doel om een geminiaturiseerd NEVLP-platform voor muizenlevertransplantaten te genereren. Dit platform zou de verkenning en evaluatie van potentiële genetisch gemodificeerde strategieën vergemakkelijken die gericht zijn op het verbeteren van de functionaliteit van de lever van de donor. Bovendien was het essentieel dat het systeem geschikt was voor langdurige perfusie, waardoor de ex vivo behandeling van de lever mogelijk werd, gewoonlijk "orgaanreparatie" genoemd.
Gezien de beperkte beschikbaarheid van relevante in vitro gegevens over leverperfusie bij muizen, richtte het literatuuronderzoek zich op studies uitgevoerd bij ratten. Een systematische zoektocht van literatuur van 2010 tot 2022 werd uitgevoerd met behulp van trefwoorden zoals "normotherme leverperfusie", "ex vivo of in vitro" en "ratten". Deze zoektocht was gericht op het identificeren van optimale omstandigheden bij knaagdieren, waardoor we de meest geschikte aanpak konden bepalen.
Het perfusiesysteem bestaat uit een afgesloten glazen bufferreservoir met watermantel, een peristaltische rollenpomp, een oxygenator, een bellenvanger, een warmtewisselaar, een orgelkamer en een gesloten cyclusbuizensysteem (figuur 1). Het systeem zorgt voor een nauwkeurige handhaving van een constante perfusietemperatuur van 37 °C met behulp van een speciale thermostatische machine. De peristaltische rollenpomp drijft de stroom van het perfusaat door het hele circuit aan. Het perfusiecircuit begint bij het geïsoleerde wateromhulde reservoir. Vervolgens wordt het perfusaat door de oxygenator geleid, die een gasmengsel van 95% zuurstof en 5% koolstofdioxide uit een speciale gasfles ontvangt. Na oxygenatie passeert het perfusaat de bellenvanger, waarbij eventuele ingesloten bellen door de peristaltische pomp terug naar het reservoir worden geleid. Het resterende perfusaat stroomt door de warmtewisselaar en komt in de orgelkamer, van waaruit het terugkeert naar het reservoir.
Hier rapporteren we onze ervaringen met het opzetten van een NEVLP voor muizenlevers en delen we de veelbelovende resultaten van een proefexperiment uitgevoerd met behulp van het zuurstofrijke medium zonder zuurstofdragers.