Dit protocol beschrijft de ex vivo normotherme machineperfusie van een rattennier voor latere transplantatie in een ontvangende rat.
Een abonnement op JoVE is vereist om deze inhoud te bekijken. Log in of start vandaag met uw gratis proefperiode.
Methodenartikel
* These authors contributed equally
Dit protocol beschrijft de ex vivo normotherme machineperfusie van een rattennier voor latere transplantatie in een ontvangende rat.
De normotherme machine perfusie (NMP) techniek is een veelbelovende orgaanbehoudstechnologie die een ex-vivo orgaanevaluatie- en interventieplatform biedt. Vanwege de beperkte beschikbaarheid van klinisch afgedankte organen en de hoge kosten van modellen voor grote dieren, wordt het kleine dierenmodel van NMP beschouwd als een veelbelovend alternatief voor onderzoek. Hier hebben we een gestandaardiseerd NMP- en transplantatieprotocol voor rattennieren opgesteld, met een stapsgewijze gids voor nieraanschaf, NMP-behoud en transplantatie. De NMP-details en parameters werden vastgelegd. Alle rattenontvangers overleefden met succes deze chirurgische ingreep en NMP-techniek, en de niertransplantaatfunctie bleef na de transplantatie normaal. De overlevingsgraad en grafthistologie van NMP toonden geen significant verschil met dat van statische koude opslag (SCS) op postoperatieve dag 7. Deze nieuwe NMP-strategie in kleine diermodellen kan in de toekomst basisstudies met betrekking tot orgaanbehoud, beoordeling en interventie ten goede komen. Bovendien biedt dit model een kosteneffectief, schaalbaar platform voor preklinische tests van therapieën, beeldvormingstechnieken en perfusiegerelateerde interventies.
Nierziekte in het eindstadium (ESKD) is een snelgroeiende last voor gezondheids- en zorgsystemen wereldwijd 1,2,3. Hoewel dialyse in de meeste landen de overheersende therapie voor ESKD is, blijft niertransplantatie de gouden standaardbehandeling, die een betere levenskwaliteit biedt en de overleving en prognose verbetert in vergelijking met dialyse 1,3,4,5. Het tekort aan donornieren beperkt echter de verdere verspreiding van niertransplantaties en leidt tot het toenemende gebruik van transplantaties die na circulatory death (DCD) worden gedoneerd of zijn teruggewonnen van donoren met uitgebreide criteria (ECD)6,7,8.
Statische koude opslag (SCS) is momenteel de standaardmethode voor orgaanbehoud, maar langdurige koude ischemie verhoogt het risico op vertraagde graftfunctie (DGF) en veroorzaakt acute en chronische afstoting, vooral bij DCD- of ECD-grafts 9,10,11,12. Daarom is het zoeken naar een orgaanbehoudsmethode om schade aan koueschemie te minimalischemisch en de prognose van de transplantatie te verbeteren cruciaal te vinden. Normothermic machine perfusie (NMP) is een opkomende techniek voor orgaanbehoud die fysiologische omstandigheden kan nabootsen door het verwarmde en zuurstofrijke perfusaat door het orgaante laten circuleren. Dit kan ook een bijna fysiologische metabole toestand behouden, waardoor het mogelijk is de levensvatbaarheid van orgaan te beoordelen, kou-ischemische schade te verzachten enzelfs orgaanschade te herstellen. In vergelijking met SCS resulteert NMP in een lager percentage DGF en een betere prognose van de graft bij zowel DCD- als ECD-grafts 17,21,22.
De varkensnieren en klinische menselijke afgedankte nieren worden momenteel gebruikt in basis NMP-onderzoek 20,23,24. Desalniettemin moet worden opgemerkt dat varkensmodellen aanzienlijke beperkingen ondervinden, waaronder hoge verzorgingskosten, hoge doseringsvereisten en schaarste aan soortspecifieke reagentia25. Bovendien brengt het gebruik van weggegooide menselijke organen beperkte beschikbaarheid en complexe ethische beoordelingsprocessen met zich mee. Deze beperkingen beperken samen hun brede toepassing in fundamenteel onderzoek. Daarentegen bieden modellen van kleine knaagdieren (vooral rattenmodellen), hoewel momenteel ondervertegenwoordigd in de literatuur, aanzienlijk lagere operationele kosten en overvloedige commercieel verkrijgbare reagentia. Deze voordelen positioneren hen als veelbelovende platforms voor het bevorderen van basisstudies 26,27,28. Op basis van deze redenering hebben we een rat-gebaseerd NMP- en transplantatiemodel ontwikkeld en gevalideerd in dit manuscript.
Dit artikel toont een gedetailleerd protocol voor het vaststellen van NMP en transplantatie in rattenieren. Het omvat de voorbereiding van het perfusaat en het perfusiesysteem, en een uitgebreide beschrijving van de chirurgische procedure voor zowel donor- als ontvangernieren. Dit model toont het potentieel aan om een ideaal diermodel te zijn voor het bestuderen van niertransplantatie, met name als platform voor het verwerken en monitoren van de werkzaamheid van relevante medicijnen 19,29,30,31.
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Dierprotocollen werden goedgekeurd door de Commissie Dierenverzorging en Gebruik van het Laboratoriumdierencentrum van de Sun Yat-sen Universiteit (nr. SYSU-IACUC-2023-000717). Alle dieren in deze studie waren mannelijke Sprague–Dawley-ratten van 7–8 weken (250–300 g), Specifiek pathogeen vrij (SPF), en voldeden aan de standaardeisen voor de veiligheid van laboratoriumdieren (zie de lijst van pathogene uitsluitingen in Aanvullende Tabel S1). Ze kregen een standaarddieet en werden ondergebracht in een ziekteverwekkervrije kamer in het Laboratoriumdierencentrum van de Sun Yat-sen Universiteit.
Steriliseer alle chirurgische instrumenten via autoclaving (121 °C, 30 min) vóór de experimenten. Gebruik uitsluitend eenmalige steriele verbruiksmiddelen tijdens de procedures en houd je strikt aan aseptische protocollen tijdens alle operaties.
1. Bereiding van basisperfusatie
2. Nieraankomst
OPMERKING: Gebruik 8-0 Chirurgische hechtingen voor alle ligaturen.
3. Voorbereiding van het NMP-systeem en perfusie


4. Niertransplantatie van ratten
OPMERKING: Gebruik 8-0 hechtingen voor alle ligaturen en de 11-0 hechtingen voor het uitvoeren van anastomose van het niervat en de urineleider. Gebruik de 3-0 hechtingen voor anastomose van buikhuid en spieren.
5. Perioperatieve toediening en postoperatieve detectie
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Met de beschreven methode kunnen geïsoleerde rattennieren levensvatbaar blijven voor ex vivo normotherme machineperfusie gedurende minstens 3 uur. Tijdens NMP blijft de perfusieweerstand van de nieren (Figuur 3A, de volledige onderliggende dataset van Figuur 3 en Figuur 4 is beschikbaar in Aanvullende Tabel S6.) stabiel gehandhaafd op 5,958 ± 1,106 mmHg/(mL/min), wat de sta...
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
NMP kan de duur van graftischemie verkorten en de beoordeling en behandeling van graftkwaliteit ex vivo mogelijk maken. Er is echter geen uniforme standaard voor de NMP van het ratmodel. In dit artikel ontwikkelden we een diermodel voor NMP en daar...
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
De auteurs hebben geen belangenconflicten om te melden.
Dit werk werd ondersteund door financiering van de National Natural Science Foundation of China (Algemeen Programma, Subsidie nr. 82470778); de Nationale Stichting Natuurwetenschappen van China (Youth Science Foundation Project, subsidie nr. 82201961); de Natuurwetenschappelijke Stichting van de provincie Guangdong (Algemeen Programma, subsidienummer 2024A1515011447); en het Guangdong Provinciale Sleutellaboratorium voor Orgaandonatie en Transplantatieimmunologie (Subsidienummer 2023B1212060020); de Sun Yat-sen Universiteit - ARM Nierregeneratie & Reconstructie Joint Lab (Subsidie nr. SYSU-50000-20240428-0001).
De auteurs willen het Laboratoriumdierencentrum van de Sun Yat-sen Universiteit bedanken voor het beschikbaar stellen van proefdieren, faciliteiten en instrumentatie. Figuur 1 en Figuur 2 zijn gemaakt met FigDraw; Graphpad Prism bood datagrafiekdiensten aan, en Biossci (Hubei) Biotechnologies Company Limited voerde paraffinesecties en pathologische kleuring uit.
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
| Naam | Bedrijf | Catalogusnummer | Opmerkingen |
|---|---|---|---|
| Alcohol (75 %) | MUSIYAN | JJ-75-1 | |
| Bloodtransfusieapparatuur | Foshan Youzhan Tech Co., Ltd | YZDW-15-5 | |
| Bovine Serum Albumine (BSA) | Aladdin Scientific Corp . | B265991-100g | |
| Celzeef (70 μm) | Corning Life Science(Wujiang) Co., Ltd | 352350 | |
| Centrifugebuis (1,5 mL) | Corning Life Science(Wujiang) Co., Ltd | MCT-150-C- 1 | |
| Centrifugebuis (15 mL) | ExCell Bio | CS015-0001 | |
| Kaasjesdoek | Henan PiaoAn Group Co., Ltd | Klein formaat | |
| Wattenstaafje | Foshan Shunde Kangzheng Sanitary Material Co., Ltd | KZ3-12 | |
| Creatinine | Shanghai yuanye Bio-Technology Co., Ltd | S20198-100g | |
| Dubbele ronde naald nylon hechtdraad (11-0) | Ningbo Medical Needle Co., Ltd | SYZ-11-0 | |
| Elektronische weegschaal | SENSSUN | EHA17 | |
| Vloeistofdispenser | Zhiyu Medical | YZ-00-0231 | |
| Gaas | ZITTAR | C11001-001 | |
| Verwarmingskussen | Guangzhou Dewei Biological Technology Co., Ltd | DK0032 | |
| Heparine natriuminjectie (12500 U, 2 mL) | Chengdu Hepatunn Pharmaceutical Co., Ltd | H51021209 | |
| Infraroodthermometer | Deli | DL333380 | |
| Injectiespuit (1 mL) | Winner Medical (Human) Co, Ltd. | ZT-ZS 1ml | |
| Injectiespuit (10 mL) | Winner Medical (Human) Co, Ltd. | ZT-ZS 10ml | |
| Injectiespuit (20 mL) | Winner Medical (Human) Co, Ltd. | ZT-ZS 20ml | |
| Isofluraan | RWD Life Science Co., LTD | R510-22-10 | |
| i-STAT 1 bloedanalyzer | Abbott | 04P75-03 (US) | |
| i-STAT CG4+ Cartridge | Abbott | 03P85-25 | |
| i-STAT CHEM8+ Cartridge | Abbott | 09P31-25 | |
| Vloeibare verlengingsbuis | Jiangxi Hongda Medical Equipment Group LTD | ZJ983 | |
| Micro-1 Rat Oxygenator | Dongguan Kewei Medical Instrument Co-, Ltd | Micro-MO | |
| Micropomp | EDCAPTAIN | SYS-3011 | |
| Naaldfilter (0,22 μm) | Merck millipore | SLGPR33RB | |
| Orgaanopreserveringsoplossing | Yangtze River Pharmaceutical Group | HCA II | |
| Oxygenator | Owgels | OZ-3-02HWO | |
| Penicilline-Streptomycine (10.000 U/mL) | Thermo Fisher Scientific Inc. | 15140122 | |
| Peristaltiekpomp | Kamoer Fluid Tech (Shanghai) Co., Ltd. | LLS Plus V2 | |
| Peristaltiekpompbuis | Foshan Youzhan Tech Co., Ltd | LG-1-14 | |
| Petrischaal | BKMAM | BKM001 | |
| Druksensor | Edwards Lifesciences Corporation | JIBPT-A-01-EDW | |
| Druksensorontvanger | Singularity Medical | CB-202309001 | |
| RPMI 1640 (1x, 500 mL) | Corning Life Science(Wujiang) Co., Ltd | R10-040-CV | |
| Zoutoplossing | YXH PHARMACY | A1001346 | |
| SD-ratten | Laboratory Animal Center of Sun Yat-Sen University | NA | |
| Scheerapparaat | Beyotime | FS600 | |
| Enkelvoudige hoeknaald nylon hechtdraad (3-0) | Ningbo Medical Needle Co., Ltd | DJZ-3-0 | |
| Enkelvoudige ronde naald Nylon hechtdraad (8-0) | Ningbo Medical Needle Co., Ltd | DYZ-8-0 | |
| Kleine dieranesthesiemolen | RWD Life Science Co., LTD | R500 | |
| Kleine dier meerorgaanperfusiemolen | Life Perfusor Medical | PU-100 | Bevat metalen schaal, Waterbad, Verwarmingspomp en Temperatuursensor |
| Kleine dier chirurgieset | Beyotime | FS500 | |
| Natriumbicarbonaat oplossing(NaHCO3, 5 %) | Dongguan Puji Medical Technology Co., Ltd | H20064480 | |
| Steriele chirurgische folie | HengAo Technology | SKR-BY-DD0001 | |
| Steriele water | Haiwang Bio | H35021140 | |
| Rechte I.V. Katheter (24 G) | Foshan Youzhan Tech Co., Ltd | 20230816-1 | |
| Chirurgisch operatiemicroscoop | Murzider | MSD203 | |
| Tape | Minnesota Mining and Manufacturing Co,. Ltd | 1527C-0 | |
| Tee Connector | Foshan Youzhan Tech Co., Ltd | WGST-10 | |
| Y-type indwellende I.V. Katheternaald (24 G) | JIANGXI FENGLIN | YZDW-7-5 | |
| Y-type indwellende I.V. Katheternaald (26 G) | JIANGXI FENGLIN | YZDW-7-6 |
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.