Dit protocol beschrijft een procedure voor het induceren van baarmoederbeschadiging in een muismodel, gevolgd door stroomafwaartse analyses tijdens een volgende zwangerschap.
Een abonnement op JoVE is vereist om deze inhoud te bekijken. Log in of start vandaag met uw gratis proefperiode.
Methodenartikel
Dit protocol beschrijft een procedure voor het induceren van baarmoederbeschadiging in een muismodel, gevolgd door stroomafwaartse analyses tijdens een volgende zwangerschap.
Baarmoederbeschadiging door keizersneden (keizersneden) en andere procedures (dilatatie en curettage, myomectomieën, enz.) kunnen leiden tot verschillende morbiditeiten bij volgende zwangerschappen, waaronder placenta previa, placenta accreta spectrum (PAS), keizersnede littekenzwangerschap en baarmoederruptuur. C-secties zijn goed voor ongeveer 30% van de bevallingen in de VS, en de percentages zullen naar verwachting stijgen. Daarom is een beter begrip van de mechanismen waardoor blessuregerelateerde zwangerschapsstoornissen ontstaan en een platform voor het testen van mogelijke interventies essentieel. Om deze doelstellingen te bereiken, is er een kritieke behoefte aan diermodellen van baarmoederletsel, met name modellen die de impact van letsel op de daaropvolgende resultaten in utero aanpakken. Dit protocol beschrijft een nieuwe chirurgische ingreep voor een model van mechanisch geïnduceerd baarmoederletsel bij de laboratoriummuis (Mus musculus). Stappen die zijn genomen ter voorbereiding op de operatie, inductie van het baarmoederletsel zelf en postoperatieve herstelprocedures worden gedemonstreerd. Er wordt aanvullende informatie verstrekt over de stroomafwaartse dissectie van zowel niet-zwangere als drachtige muizen. Over het algemeen presenteert dit protocol, door een reeks procedures voor het induceren van baarmoederletsel in een in vivo-model te beschrijven, een hanteerbare methode voor het ophelderen van de moleculaire en cellulaire gebeurtenissen van baarmoederwondgenezing en de effecten ervan op de daaropvolgende zwangerschap.
Hoewel 1 op de 3 bevallingen in de VS via een keizersnede (C-sectie) wordt uitgevoerd, is er weinig bekend over hoe de baarmoeder geneest en hoe een gewonde baarmoeder leidt tot complicaties bij volgende zwangerschappen 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12, 13. okt. Deze complicaties omvatten baarmoederruptuur, placenta previa, PAS en keizersnede, die samen ~2,5% van de patiënten treffen die een of meer keizersneden 1,2,6,8,12,14,15,16,17 hebben gehad. Placenta previa wordt gekenmerkt door de abnormale plaatsing van de placenta in het onderste deel van de baarmoeder 4,16. Dit veroorzaakt niet alleen fysieke obstructie van de baarmoederhals en een verhoogd risico op bloedingen tijdens de zwangerschap, maar is ook een belangrijke risicofactor voor de ernstigere, invasieve aandoening van PAS 8,12. PAS wordt gedefinieerd door overmatige invasie van de placenta te diep in de weefsels van de moeder, zelfs tot aan de blaas of het rectum, en vereist vaak een hysterectomie van de keizersnede om levensbedreigende maternale bloeding te voorkomen12,17. Zwangerschappen met een keizersnede met littekens, hoewel zeldzaam, hebben een hoog percentage gerelateerde morbiditeiten, waaronder een miskraam, foetale sterfte en vroeggeboorte18,19. Naast complicaties die verband houden met een voorgeschiedenis van eerdere keizersneden, leiden andere baarmoederprocedures zoals myomectomie of dilatatie en curettage (D & C) ook tot morbiditeiten van de patiënt. Bijvoorbeeld, ~30% van de patiënten die een D&C ondergaan na een late spontane abortus en tot 46% van de patiënten die een tweede hysteroscopische resectie voor leiomyoom ondergaan, ontwikkelen intra-uteriene verklevingen die kenmerkend zijn voor het Asherman-syndroom (AS)20,21. AS treft ~2% van de vrouwen en veroorzaakt amenorroe, dysmenorroe, mislukte embryo-implantatie, terugkerend zwangerschapsverlies, vroeggeboorte en/of PAS21,22. Daarom, gezien de aanzienlijke ernstige morbiditeiten en mortaliteiten die gepaard gaan met eerder baarmoedertrauma, is een experimenteel diermodel niet alleen van cruciaal belang voor het ophelderen van de mechanismen waarmee baarmoederwonden genezen en hoe baarmoederletsel de latere zwangerschapsuitkomsten beïnvloedt, maar ook als een platform voor de ontwikkeling van nieuwe diagnostiek en therapieën23,24.
Verschillende studies hebben daarom muismodellen van baarmoederbeschadiging ontwikkeld. Vroege studies onderzochten echter niet de gevolgen van baarmoederbeschadiging bij volgende zwangerschappen25 of beperkten de schade aan het luminale oppervlak van de baarmoeder om embryo-implantatie buiten het venster van endometriumontvankelijkheid bij muizen met ovariëctomie te onderzoeken26. Om deze kennislacunes aan te pakken, presenteert het model dat in dit protocol wordt beschreven, samen met andere recente studies, een nieuwe chirurgische methodologie voor het introduceren van baarmoederletsel bij muizen27,28. Dit protocol gebruikt de gewone laboratoriummuis als modelorganisme vanwege zijn brede toegankelijkheid, genetische traceerbaarheid, korte dracht, snelle tijd van geboorte tot puberteit, grote nestgroottes en kosteneffectiviteit. Bovendien maakt het anatomische kenmerk van twee baarmoederhoorns bij muizen een interne controle mogelijk met een niet-gewonde hoorn in elk proefdier, evenals de mogelijkheid om lokale defecten direct bij het litteken te scheiden vs. globale defecten in de gehele baarmoederomgeving. De aanpak die in dit protocol wordt beschreven, omvat een eenvoudige dorsale laparotomie, gevolgd door het gebruik van een bramennaald om een incisie te maken door zowel de endometrium- als de myometriumlaag van een enkele baarmoederhoorn. Deze methodologie bootst het meest de verwondingen na die worden gezien tijdens keizersneden en myomectomieën, hoewel deze gemakkelijk kan worden aangepast om niet-incisieletsels zoals D&C's te onderzoeken, die voorafgaan aan AS29,30. Na verwonding mogen dieren herstellen en vervolgens gepaard worden met dekmannetjes voor getimede zwangerschappen om de gevolgen van verwonding op de daaropvolgende uitkomsten in de baarmoeder te onderzoeken27,28.
Hoewel de algemene strategie vergelijkbaar is met andere recente studies, zijn er aspecten van dit protocol die duidelijke voordelen bieden. Zowel Li et al. als Burke et al. hadden bijvoorbeeld toegang tot de baarmoeder via de buik in tegenstelling tot dorsaal zoals hier beschreven31,32. Een dorsale benadering is zowel eenvoudiger uit te voeren als bevorderlijker voor een snel postoperatief herstel van het dier. Voor de niet-zwangere muizen in de studie van Burke et al. werden gebogen naalden of curettes gebruikt om het endometrium te schrapen, waardoor D&C's beter werden nagebootst, in tegenstelling tot de incisieletsels over de volledige dikte in dit protocol die C-secties en myomectomieën nauwkeuriger modelleren32. Bij peripartummuizen introduceerden Burke et al. incisies op het mesometrium in tegenstelling tot het anti-mesomale oppervlak waar embryo's implanteren, zoals hier beschreven. Door een braamnaald te gebruiken in tegenstelling tot de schaar die wordt gebruikt door Li et al.31, kan deze benadering gemakkelijker worden aangepast van verwondingen over de volledige dikte naar endometriumbeperkte verwondingen om zowel D&C's als C-secties en myomectomieën te modelleren. Zowel Li et al. als Burke et al. sloten baarmoederwonden met hechtingen, die, hoewel meer trouw aan de gebeurtenissen tijdens een keizersnede, extra variabiliteit in het genezingsproces introduceren, evenals het potentieel voor effecten op vreemde lichamen 31,32,33,34,35,36. Soortgelijke studies bij ratten hebben buikroutes gebruikt om incisie37,38 of excisie39 baarmoederwonden over de volledige dikte te genereren die worden gesloten met hechtingen 37,38,39 bij zowel niet-zwangere38,39 als drachtige37 dieren. Daarom is het hier gepresenteerde protocol bijzonder geschikt voor onderzoekers die geïnteresseerd zijn in een gemakkelijke en reproduceerbare aanpak die minimale chirurgische ervaring vereist, betrekking heeft op embryo-implantatie- en placentatiegerelateerde gebeurtenissen na een baarmoederletsel over de volledige dikte, en gemakkelijk kan worden aangepast aan een breed scala aan vragen, waaronder D&C-achtige verwondingen aan het baarmoederslijmvlies27,28.
Stap 1 van dit protocol schetst de preoperatieve stappen. Stap 2 beschrijft de chirurgische ingreep voor het veroorzaken van letsel aan een baarmoederhoorn. Ten slotte beschrijft stap 3 de dissectie van een zwangere moeder om de effecten van baarmoederchirurgie op een volgende zwangerschap te onderzoeken. Al met al presenteert deze studie een uniek chirurgisch model voor baarmoederwondgenezing bij knaagdieren en de bijbehorende zwangerschapsuitkomsten dat snel kan worden uitgevoerd en gemakkelijk kan worden aangenomen.
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Alle procedures die in dit protocol worden aangetoond, zijn goedgekeurd door het Institutional Animal Care and Use Committee (IACUC) van de University of California, Davis (IACUC-protocol #23985). De procedures die in dit protocol worden beschreven, worden meestal uitgevoerd bij C3H-vrouwtjes tussen de leeftijd van 7-10 weken en een gewicht van 19-25 g, hoewel dit protocol geschikt is voor vrouwelijke muizen van alle stammen, leeftijden en gewichten, afhankelijk van de vraag van de onderzoeker. Controleer dieren voorafgaand aan de operatie om ervoor te zorgen dat alleen gezonde dieren zonder tekenen van verwonding of angst worden gebruikt voor onderzoeken. De details van de gebruikte reagentia en de gebruikte apparatuur staan vermeld in de materiaaltabel.
1. Voorbereiding van het operatiegebied
2. Chirurgische inductie van baarmoederletsel
OPMERKING: In dit gedeelte worden de operatie en procedure beschreven voor het inbrengen van letsel in een enkele baarmoederhoorn van een niet-zwangere vrouwelijke muis. Eerst wordt een dorsale laparotomie uitgevoerd om de bovenkant van de baarmoederhoorn bloot te leggen. Vervolgens wordt een gebraakte naald van 25 G in het baarmoederlumen ingebracht om het baarmoederslijmvlies te beschadigen en, indien gewenst, het myometrium door te snijden. Dit creëert een longitudinale wond in de gewonde baarmoederhoorn, waardoor verder kan worden geëxperimenteerd om vragen te beantwoorden zoals hoe de baarmoeder geneest en hoe letsel een volgende zwangerschap beïnvloedt. Het is belangrijk dat het dier goed verdoofd is voordat de operatie wordt uitgevoerd. Zoals beschreven in stap 1, geven verschillende parameters aan dat een dier voldoende verdoofd is. Deze omvatten het stoppen van beweging, een vermindering van de ademhalingsfrequentie en de afwezigheid van een reflex van de voorpoot. Bovendien moet de achterpootreflex bij een lichte aanraking afwezig zijn, hoewel deze reflex soms aanwezig blijft ondanks voldoende anesthesie als er voldoende druk wordt uitgeoefend40,42.
3. Paring en dissectie van drachtige muizen om de gevolgen van baarmoederbeschadiging te beoordelen
OPMERKING: Afhankelijk van de specifieke onderzoeksvraag kunnen verschillende eindpuntanalyses worden uitgevoerd na baarmoederbeschadiging. Niet-drachtige dieren kunnen bijvoorbeeld op verschillende tijdstippen na het letsel worden ontleed om de kinetiek van wondgenezing te onderzoeken27. Bovendien kunnen gewonde dieren worden geïmpregneerd via natuurlijke paring of embryotransfer om de impact van letsel op volgende zwangerschappen te onderzoeken27. Deze stap beschrijft de beoordeling van de embryonale en placenta-ontwikkeling in een beschadigde baarmoederomgeving. In het bijzonder geeft deze stap details over het opzetten van getimede paringen en dissectie van dieren op embryonale dag 12.5 van de dracht (E12.5, met de ochtend van de vaginale plug gedefinieerd als E0.5; meer informatie over het identificeren van vaginale pluggen in stap 3.2 hieronder). Al met al biedt stap 3 een voorbeeld van stroomafwaartse analyses die na een verwonding kunnen worden uitgevoerd om een specifieke reeks experimentele vragen te onderzoeken.
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Na een operatie met het gebruik van ketamine/xylazine als verdovingsmiddel, zijn dieren doorgaans gedeeltelijk mobiel binnen ~1 uur. en volledig mobiel binnen ~4-6 uur. Herstel van isofluraan-anesthesie vindt meestal binnen enkele minuten plaats. Eventuele complicaties die kunnen optreden, zoals wonddehiscentie of pijn, zijn meestal binnen 1-3 dagen na de operatie zichtbaar. Voer dagelijkse welzijnscontroles uit om te controleren op pijn of complicaties totdat de huidincisie is genezen e...
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
C-secties zijn goed voor ~33% van de bevallingen in de VS, en tot 55%-65% van de bevallingen in landen als Brazilië en Egypte12,52, en toch is er weinig bekend over hoe de baarmoeder geneest na een verwonding of hoe deze verwondingen van invloed zijn op volgende zwangerschappen. Hoewel eerdere keizersnede een belangrijke risicofactor is voor zwangerschapsstoornissen zoals placenta accreta spectrum (PAS) en placenta previa, zijn d...
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
De auteurs hebben geen belangenconflicten te melden.
We danken de UC Davis Teaching and Research Animal Care Services (TRACS) voor hun voortdurende houderij, procedurele en logistieke ondersteuning. We danken het UC Davis Cardiovascular Research Institute (CVRI) Animal Model Core en kerndirecteur Dr. Yi-Je (Jay) Chen, DVM, Ph.D. voor technische begeleiding en ondersteuning, evenals het gebruik van de operatiekamer voor het filmen. We danken alle leden van het Zhang-lab voor hun steun aan dit werk. Figuur 5A is gemaakt met BioRender.com (https://BioRender.com/ig9sfon).
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
| Naam | Bedrijf | Catalogusnummer | Opmerkingen |
|---|---|---|---|
| 0.9% NaCl voor injectie, steriele | Fresenius Kabi | 63323-186-10 | |
| 25 G x 5/8 inch BD PrecisionGlide™ Naald | BD | 305122 | |
| 70% ethanol | Fisher Scientific | BP82031GAL | |
| Absorbeerbare 4-0 vicryl naad | Ethicon | J214 | |
| Dierkooien | VWR | 10712-110 en 10715-323 | Kooien die door de dierfaciliteit van de onderzoeker worden verstrekt, zijn acceptabel |
| Dierenordpierser | Fisher Scientific | 13-812-201 | |
| AutoClip wondsluitsysteem | Fine Science Tools | 12020-00 | |
| U-100 insulinespuit | Fisher Scientific | 14-826-79 | BD merk |
| Betadine wattenstaafjes | Medline | MDS093901 | |
| Buprenorfine Extended Release, 1,3 mg/ml (Ethiqa XR) | Fidelis Pharmaceuticals | 099114 | Alternatieve extended release Buprenorfine of Buprenorfine HCl is acceptabel |
| Carprofen (RIMADYL) 50 mg/ml | Zoetis | RIM-00284R1 | |
| Gebogen iris schaar | World Precision Instruments | 501759G | |
| Sterilisator voor chirurgisch gereedschap met droge glazen bolletjes | VWR INTERNATIONAL | 75999-324 | |
| Droog glazen bolletjes navulling | VWR INTERNATIONAL | 75999-332 | |
| Vrouwelijke muizen, typisch 8 tot 12 weken oud, bijv. stam C3H | Charles River | 025 | |
| Fijne schaar - gebogen 10,5 cm | Fine Science Tools | 14370-23 | |
| Bonttrimmer | Fisher Scientific | 50-195-4544 | |
| Glad Press ‘n Seal | Fisher Scientific | NC1089054 | |
| Handschoenen, nitril | Fisher Scientific | 19-130-1597C | |
| H2O, steriele gedistilleerd | Fine Science Tools | 15230170 | |
| Verlichting voor operaties | AmScope | HL150-AY | |
| Ketamine, 100 mg/mL (Zetamine) | Dechra | 501072 | |
| Labjas | Uline | S-15376W-50 | |
| Lichtmicroscoop | Fisher Scientific | S13039 | |
| Lintrekker | Fisher Scientific | 17-018-329 | |
| Nair Haarverwijderingscrème | Target | 049-06-3304 | |
| Naaldhouder | Fine Science Tools | 12500-12 | |
| Papierhanddoeken | Scott | 1804 | |
| Petrischaal | Fisher Scientific | 08-757-100 | |
| Fosfaatgebufferde zoutoplossing (PBS) | Thermo Fisher Scientific | 10010023 | |
| Kunststof beker | Thermo Fisher Scientific | 12010250 | |
| Sondezoeker met gebogen uiteinde | Fisher Scientific | 08-995 | |
| Fisherbrand™ Direct Afdichtende Sterilisatie Zakken 9 cm (B) x 13,3 cm (H) | Fisher Scientific | 181250 | |
| Fisherbrand™ Direct Afdichtende Sterilisatie Zakken 9 cm (B) x 23 cm (H) | Fisher Scientific | 181251 | |
| Pincet, Fijn, #5 | Fine Science Tools | 11254-20 | |
| Pincet, Fijn, #55 | Fine Science Tools | 11295-51 | |
| Weegschaal | Fisher Scientific | S93805 | |
| Chirurgische schaar | Fine Science Tools | 14060-09 | |
| Spuitfles | Fisher Scientific | S413505P | |
| Steriele alcohol prep pads | Fisher Scientific | 22-363-750 | |
| Steriele oftalmische diergeneeskundige zalf | Puralube | PH-PURALUBE-VET | |
| Steriele wattenstokken voor het aanbrengen van oogzalf | Fisher Scientific | 18-366-472 | |
| Sterisatie zakken | Fisher Scientific | 19-910-673 | |
| Chirurgisch kleed | Fisher Scientific | 50-209-1792 | |
| Chirurgisch haarnet | Uline | S-10480BLU | |
| Chirurgische maskers | Fisher Scientific | 18-048-010 | |
| Thomas Scientific Absorbent Bench Onderpad, Bench pads, 16,5 x 23 inch/42 x 58cm | Fisher Scientific | NC1588452 | |
| Verwarming/inductiekamer met volledige vloerverwarming | Fisher Scientific | 14-370-302 | |
| Wijndclip navullingen | Fine Science Tools | 12022-09 | |
| 100mg/ml xylazine | Dechra | Rompun 100 mg/mL Xylazine |
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.