Dit protocol biedt een stapsgewijze handleiding voor de aanschaf van een alvleesklier van varkens voor isolatie en zuivering van eilandjes.
Een abonnement op JoVE is vereist om deze inhoud te bekijken. Log in of start vandaag met uw gratis proefperiode.
Methodenartikel
Dit protocol biedt een stapsgewijze handleiding voor de aanschaf van een alvleesklier van varkens voor isolatie en zuivering van eilandjes.
Transplantatie van pancreaseilandjes is een opkomende behandeling voor diabetes type I; Het wordt echter beperkt door het matchen en de beschikbaarheid van donateurs. Xenotransplantatie van eilandjes bij varkens biedt een veelbelovend alternatief voor allotransplantatie, met het potentieel voor grootschalige productie van on-demand, functionele eilandjes. De opbrengst en levensvatbaarheid van geïsoleerde eilandjes is zeer afhankelijk van de kwaliteit van de donoralvleesklier en de verkrijgingsmethode, met name de duur van de warme-ischemie. Om het behoud van organen en de daaropvolgende opbrengst en levensvatbaarheid van eilandjes te verbeteren, hebben we een protocol ontwikkeld voor chirurgische perfusie en resectie van de alvleesklier van varkens. Dit protocol maakt gebruik van directe infrarenale aortacanulatie en orgaanperfusie om zowel de tijd van warme ischemie te minimaliseren als de procedure te vereenvoudigen voor operators die geen uitgebreide chirurgische expertise hebben. Daaropvolgende arteriële perfusie van de alvleesklier via de aorta spoelt stilstaand bloed uit de microvasculatuur, waardoor trombose en oxidatieve schade aan het weefsel worden verminderd. Dit manuscript biedt een gedetailleerd protocol voor chirurgische perfusie en resectie van de alvleesklier van varkens, gevolgd door isolatie en zuivering van eilandjes.
Diabetes type 1 wordt veroorzaakt door de auto-immuunvernietiging van bètacellen van de alvleesklier1. Bijgevolg zijn patiënten afhankelijk van exogene insuline, waardoor ze risicovolle glykemische fluctuaties krijgen met episodes van hyper- en hypoglykemie2. Allotransplantatie van eilandjes is een mogelijke remedie voor diabetes type I; De beperkte beschikbaarheid van pancreasorgaandonoren blijft echter een grote barrière voor een wijdverbreide toepassing van de procedure 2,3. Xenotransplantatie van eilandjes van varkensdonoren is een veelbelovend alternatief, aangezien deze dieren gemakkelijk beschikbaar zijn. Optimalisatie en schaalvergroting van de isolatie van eilandjes van varkenspancreas zal van cruciaal belang zijn voor het voortschrijden van xenotransplantatie van eilandjes.
Hoewel er eerder verschillende technieken voor het verkrijgen van varkensalvleesklier zijn gepubliceerd, beschrijven veel van deze procedures pancreatectomie na inductie van hartdood of bloedverbloeding 4,5,6,7,8,9,10. Een groot nadeel van deze technieken is de variabele warme ischemische tijd (WIT) die optreedt tussen het moment van hartdood en de start van intra-arteriële en/of intraductale infusie van conserveringsoplossing. Zelfs 10 minuten WIT heeft een negatieve invloed op de opbrengst en levensvatbaarheid van eilandjes5. Het minimaliseren van WIT vereist een snelle perfusie van de alvleesklier met een conserveringsoplossing. Tijdens de verkrijging van abdominale organen is aortacanulatie gevolgd door intracorporale perfusie met een oplossing van de Universiteit van Wisconsin (UW) cruciaal voor het verwijderen van bloed, het voorkomen van intravasculaire trombose, het beschermen tegen ischemische schade en het minimaliseren van cellulair letsel11,12.
Eerdere studies hebben aangetoond dat tijdens de aanschaf van de alvleesklier van varkens, het spoelen onder lage druk van de coeliakiestam en de superieure mesenteriale slagader met UW-oplossing de opbrengst en zuiverheid van eilandjes verbetert4. Eerder gepubliceerde methoden voor de aanschaf van varkenspancreas omvatten echter open aortacanuleatie, wat technisch uitdagend kan zijn, vooral voor kleinere varkens 13,14,15. In dit manuscript presenteren we een gedetailleerd, stapsgewijs protocol met bijbehorende visuele hulpmiddelen voor de chirurgische perfusie en verkrijging van de varkenspancreas, gevolgd door isolatie en zuivering van eilandjes. Deze nieuwe techniek van aortacanulatie tijdens pancreasisolatie is speciaal ontwikkeld om WIT te minimaliseren en de pancreasverkrijging in een bloedloos veld mogelijk te maken als een middel om de opbrengst en levensvatbaarheid van eilandjesisolatie te maximaliseren.
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Alle procedures waarbij dieren betrokken zijn, zijn goedgekeurd door het Institutional Animal Care and Use Committee (IACUC) van de Washington University School of Medicine Division of Comparative Medicine. Volwassen Yorkshire-varkens van 35 tot 35 kg zijn ideaal voor deze procedure; Het protocol kan echter worden aangepast voor varkens van verschillende grootte, afhankelijk van de experimentele context. De hele procedure moet op een steriele manier worden uitgevoerd in een operatiekameropstelling.
1. Preoperatieve voorbereiding en anesthesie
2. Operatieve opstelling en belichting van het retroperitoneum
3. Retroperitoneale dissectie
4. Intrathoracale dissectie
5. Infrarenale aortacanulatie, viscerale isolatie en perfusie
6. Totale pancreatectomie
7. Canultie van de ductus pancreaticus
8. Perfusie en uitzetting van de alvleesklier
9. Vertering van de alvleesklier
10. Verzameling van pancreasweefsel
11. Zuivering van eilandjes met behulp van de continue gradiëntmethode
12. Beoordeling en kleuring van eilandjes
13. Celcultuur van pancreaseilandjes
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
De operatieve opstelling en laparotomie op de middellijn worden weergegeven in figuur 1. De incisie in de laparotomie moet gebogen zijn om de urogenitale opening te voorkomen (Figuur 1B). Bevestig bij het opzetten van het oprolmechanisme de paal voor het Omni- of Bookwalter-oprolmechanisme aan de linker, onderste hoek van de tafel. Ideale retractie omvat twee oprolbladen voor de rechter buikwand, twee voor de linker buikwand en ...
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Xenotransplantatie van pancreaseilandjes met behulp van varkensdonoren is een veelbelovende strategie voor de behandeling van diabetes type I. De isolatie van eilandjes is een uitdaging en de uiteindelijke levensvatbaarheid en opbrengst van eilandjes zijn zeer gevoelig voor hypotensie en weefselischemie die worden aangetroffen tijdens de verkrijging van organen16,17. Om de verkrijging en bewaring van de alvleesklier te optimalise...
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
De auteurs melden geen belangenconflicten.
Dit manuscript werd ondersteund door een klinische innovatiesubsidie van de Mid-America Transplant Foundation.
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
| Naam | Bedrijf | Catalogusnummer | Opmerkingen |
|---|---|---|---|
| 1 M NaOH, 100 mL | Millipore Sigma | 1310-73-2 | |
| 10x HBSS, 500 mL (15 to 30 °C) | Thermo Fisher | 14065056 | |
| 1x D-PBS, 500 mL | Thermo Fisher | 14200075 | |
| 1x HBSS, 1 L | Thermo Fisher | 14025076 | |
| 250 mL Conical Tubes | Millipore Sigma | CLS430236-6EA | |
| Amphotericin B [50 mg] | Millipore Sigma | PHR1662 | |
| Antiseptic Povidone Iodine 10% | Millipore Sigma | 25655-41-8 | |
| BioRad Gradient Former | BioRad | 395 | |
| Calcium Chloride dihydrate | Thermo Fisher | 10035-04-8 | |
| COBE Cell Processor | Ebay | 317690 | |
| Digestion circuit reservoir, Gibco bottle, 1 L | Thermo Fisher | 10341001 | |
| Dimethylsulfoxide (DMSO) | Thermo Fisher | 85190 | |
| Dithizone | Thermo Fisher | 60-10-6 | |
| Gradient Former Connection Kit | BioRad | 1652008 | |
| Heparin [1000 U/mL] | Emergency Medical Products | 0409-2720-01 | |
| HEPES Buffer (1 M), 100 mL | Thermo Fisher | 15630080 | |
| Human Serum Albumin 25%, 100 mL | Celprogen | HSA2001-25-1 | |
| Isoflurane | Covetrus | Item#:11695067772 | |
| Ketamine | Patterson | Item #:07-894-8462 | |
| Liberase (100 mg) | Millipore Sigma | 5401020001 | |
| LIVE/DEAD Viability/Cytotoxicity Kit | Thermo Fisher | L3224 | |
| Lympholyte 1.1 Media 500 mL | Cedarlane Labs | CL5020 | |
| Masterflex LS 16 Tubing | Masterfle | 96419-16 | |
| Masterflex Peristaltic Pump | Masterflex | 07522-30 | |
| PenStrep (2 mg/mL) | Celprogen | PS-30-002 | |
| Pulmozyme (1 mg/mL, 2.5 mL/vial) | Dornase Alfa | 8931278 | |
| Recovery Medium, PIM(R) | Prodo Laboratories, Inc. | PIM-R001GMP | |
| RPMI 1640 | Millipore Sigma | R8758-1L | |
| Standard Culture Medium, PIM(S) | Prodo Laboratories, Inc. | PIM-S001GMP | |
| Tzed™ (tiletamine and zolazepam) Injection C | Patterson | Item #:07-894-6240 | |
| University of Wisconsin (UW) Solution, 3 L | Global Transplant Solutions | 1000-0046-06 | |
| Waterbath | Sigma Alderich | CLS6783-1EA | |
| Xylazine | Patterson | Item #:07-891-6165 |
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.