Hier presenteren we een protocol om een model voor koude opslag en transplantatie van lever op lange termijn op te zetten in Daurian grondeekhoorn (DGS), wat technisch uitdagend was in standaard knaagdiermodellen.
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
Hier presenteren we een protocol om een model voor koude opslag en transplantatie van lever op lange termijn op te zetten in Daurian grondeekhoorn (DGS), wat technisch uitdagend was in standaard knaagdiermodellen.
Bij levertransplantatie is het functioneel herstel van donortransplantaten na langdurige koude opslag een grote uitdaging. Hetzelfde obstakel is van toepassing op standaard knaagdiermodellen (bijv. muizen en ratten) voor levertransplantatie, ondanks hun gevestigde chirurgische protocollen, waardoor onderzoek naar belangrijke onderwerpen zoals functioneel herstel na transplantatie en immunocompatibiliteit van gastheertransplantaat wordt beperkt. Hier hebben we met succes een nieuw levertransplantatiemodel ontwikkeld met behulp van een obligate overwinteraar, de Daurian grondeekhoorn (DGS; Spermophilus dauricus), die intrinsieke aanpassing vertoont aan ultra diepgaande hypothermie-opwarmende en ischemie-reperfusie overgangen. In onze handen resulteerde transplantatie van levertransplantaten na 24-uurs koude opslag in 100% overleving van DGS-ontvangers binnen het observatietijdsbestek van 7 dagen, terwijl dezelfde procedure bij Sprague-Dawley (SD) ratten 0% overleving had 24 uur na de operatie. De DGS en andere koude-adaptieve zoogdiermodellen bieden dus een uniek en robuust platform om mechanismen te onderzoeken die ten grondslag liggen aan orgaankoudeaanpassing en transplantatietolerantie, die de ontwikkeling van nieuwe behandelings- of operatiestrategieën op het gebied van transplantatiegeneeskunde kunnen ondersteunen.
Koude-rewarming en ischemie-reperfusie dragen in belangrijke mate bij aan levertransplantaatbeschadiging, waardoor het risico op vroege disfunctie van het transplantaat toeneemt. Hoewel levertransplantatie in standaard knaagdierorganismen zoals muizen en ratten met succes is vastgesteld 1,2, omdat studies op deze koude-intolerante soorten beperkte inzichten geven in de mechanismen van koudeaanpassing, is de vooruitgang in de geneeskunde voor orgaanbehoud en transplantatie belemmerd.
Het ontwikkelen van transplantatieonderzoeksmodellen in geschikte koude-adaptieve soorten kan een dergelijke leemte opvullen. Overwinteraars van zoogdieren zijn bijvoorbeeld geëvolueerd om lange perioden van lage omgevingstemperatuur en/of voedselschaarste te overleven 3,4. Tijdens de winterslaap gaat hun fysiologie over in cycli van verdoofde en interbout opwindingstoestanden, zodat ze goed zijn aangepast aan het handhaven van een lage lichaamstemperatuur en het doorstaan van snelle opwarming en bloedreperfusie. Opmerkelijk is dat grondeekhoorns die kunnen overwinteren meer veerkracht vertonen tegen ischemie-reperfusieverwondingen, zelfs in hun actieve, euthermische toestand dan ratten 5,6. In de afgelopen jaren hebben door overwinteraars geïnspireerde studies enkele koude-aanpassingsmechanismen en medicijnbare doelen onthuld die kunnen worden gemoduleerd om door koude opslag veroorzaakte verwondingen aanzienlijk te verlichten en het functionele herstel van geïsoleerde weefsels en organen van niet-overwinterende soorten te verbeteren 7,8,9,10,11.
Aangepast van protocollen die zijn ontwikkeld voor levertransplantatie bij ratten 12,13,14, introduceren we hier een protocol voor leververkrijging, statische koude opslag en transplantatie bij Daurian grondeekhoorn (DGS; Spermophilus dauricus), een overwinterende knaagdiersoort die in Noord-China leeft. In onze handen hadden ontvangers van DGS-transplantaten 100% overleving na transplantatie met transplantaten van euthermische (actieve) of hypothermische (torpide) donoren die gedurende 24 uur bij 4 °C in een oplossing van de Universiteit van Wisconsin (UW) werden bewaard. In schril contrast hiermee was het overlevingspercentage bij Sprague-Dawley (SD) ratten die aan dezelfde workflow werden onderworpen 0%, wat duidelijk het voordeel van het DGS-levertransplantatiemodel aantoont. We verwachten dat langdurige koude opslag en transplantatie van andere organen in DGS of andere in het laboratorium gefokte koude-adaptieve soorten, zoals de 13-lijnige grondeekhoorn (Ictidomys tridecemlineatus) en de Syrische hamster (Mesocricetus auratus), ook kan worden bereikt, waardoor unieke kansen worden geboden voor onderzoekers om functioneel herstel van transplantaten op lange termijn en compatibiliteit tussen gastheer en transplantaat te bestuderen en nieuwe medicijnen te testen.
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Alle dierproeven werden goedgekeurd door het Institutional Committee for Animal Care and Use (LSC-WangSQ-2) van de Universiteit van Peking. De geschikte instrumenten die voor het onderzoek zijn gebruikt, staan vermeld in de materiaaltabel en zijn weergegeven in figuur 1.
OPMERKING: Het hanteren en fokken van in het wild gevangen overwinterende knaagdiersoorten, zoals de 13-lijnige grondeekhoorns, in een laboratoriumomgeving is beschreven15,16. De DGS'en die in deze studie zijn gebruikt, werden in het laboratorium geproduceerd door vrouwelijke zwangere DGS'en die waren gevangen in het grasland van de stad Zhangjiakou. Ze waren ongeveer 1-2 jaar oud op het moment van het experiment. Wat de oorspronkelijke drachtige vrouwelijke DGS'en betreft, waren de parasieten al verdreven voordat de dieren in het laboratorium aankwamen. Quarantaine en inspectie op veel voorkomende virussen werden uitgevoerd bij aankomst van de dieren, en degenen met negatieve testresultaten werden in de faciliteit gefokt.
1. Preoperatieve voorbereiding
2. Werking van de donor
3. Ex vivo voorbereiding van het transplantaat
OPMERKING: Maak een open ijscontainer klaar. De hele voorbereiding van de achtertafel werd op ijs gedaan.
4. Operatie van de ontvanger
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
De gemiddelde duur van de chirurgische ingrepen was als volgt: donoroperatie was gemiddeld 24,8 ± 2,3 min, rugtafeloperatie 15,4 ± 1,3 min, operatie, postoperatie 52,7 ± 5,1 minuten en de anhepatische fase 14,2 ± 1,5 min.
Ontvangers van levertransplantaten die 24 uur in koude UW-oplossing werden bewaard, vertoonden 7 dagen na de transplantatie een overlevingspercentage van 100%, ongeacht of ze z...
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Voortbouwend op Kamada's dubbele manchettechniek2, hebben we met succes het eerste orthotope levertransplantatiemodel in DGS opgezet. Vanwege de anatomische verschillen tussen de DGS en traditionele rattenmodellen zijn specifieke overwegingen bij materiaalvoorbereiding, chirurgische ingrepen en postoperatieve behandeling essentieel.
Factoren zoals winterslaap en vetreserves dragen bij tot aanzienlijke individuele gewichtsvariaties bij v...
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
De auteurs hebben geen belangenconflicten te melden.
Dit werk werd ondersteund door het Noncommunicable Chronic Diseases-National Science and Technology Major Project (2023ZD0507600) en de National Natural Science Foundation of China (82371794 en 82170671). Het werk werd ook gesponsord door de Zhejiang University Education Foundation en de Academician Shusen Lanjuan Talent Foundation. We willen ook professor Dana K. Merriman van de Universiteit van Wisconsin, Oshkosh, bedanken voor haar werk aan het fokken van de 13-lijnige grondeekhoorns en voor het genereus delen van nuttige inzichten en ervaring met het fokken van knaagdiermodellen in winterslaap.
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
| Naam | Bedrijf | Catalogusnummer | Opmerkingen |
|---|---|---|---|
| 3-0 sutures with needles | Jinhuan Medical Products Co., Ltd | R315 | Voor huidsluiting |
| 7-0 zijdesutuur | Braintree, sci, inc | SUT-S103 | |
| 7F Introductie-schede | Beijing Demax Medical Technology Co., Ltd. | DQ07083818S | Manchet voor IHIVC |
| 8-0 sutures with needles | Jinhuan Medical Products Co., Ltd. | H821 | Voor SHIVC anastomose |
| 8F Introductie-schede | Beijing Demax Medical Technology Co., Ltd. | DQ08083818S | Manchet voor IHIVC |
| Anesthesiemachine | RWD life Science Co. | R500 | |
| Bloedstoptweezers | Ningbo Shunye Medical Co., Ltd. | BDD-YE-DT-1 | |
| Bulldogklamp (licht gebogen) | Jinzhong Medical Products Co., Ltd. | XEC120 | SHIVC |
| Buprenorfine | Tianjin Institute of Pharmaceutical Research Pharmaceutical Co., Ltd | H12020275 | Pijnstiller |
| Cefuroxim natrium | Esseti FarmaceuticiS.r.l | H20160013 | Antibioticum |
| Wattenstaafjes | Fuqing Health & Integral Medical | 20230R | |
| Gebogen microtang | RWD life Science Co. | F11031-11 | Chirurgisch instrument |
| Gebogen microschaar | 66 Vision Tech Co., Ltd. | 54108B | Chirurgisch instrument |
| Gaasjes | Yubei Medical Materials Co., LTD | 21080274 | |
| Heparine-natriuminjectie | North China Pharmaceutical Co., LTD | 2101131-2 | |
| Infusiepompen | Howkmed Co., Ltd. | HK-400 | |
| Isofluraan | RWD life Science Co. | 21070201 | |
| Micro-naaldhouder | World Precision Instruments Co., Ltd. | 555408NT | Chirurgisch instrument |
| Microvatclip | RWD life Science Co. | R31005-06 | PV en IHIVC |
| Microvatclipapplicator | RWD life Science Co. | R34001-14 | Chirurgisch instrument |
| Naaldhouder | RWD life Science Co. | F31025-13 | Abdominale sluiting |
| Zoutoplossing | Zhejiang Tianrui Pharmaceutical Co.,Ltd | 716092103 | |
| Rechte microtang | RWD life Science Co. | F11029-11 | Chirurgisch instrument |
| Chirurgische microscoop | Leica | M650 | |
| Chirurgisch platform | N/A | N/A | Aangepast, magnetisch |
| Weefseltang | RWD life Science Co. | F12002-12 | Chirurgisch instrument |
| Weefselschaar | RWD life Science Co. | S12003-09 | Chirurgisch instrument |
| UW-oplossing | Organ Recovery Systems | SPS-1 | Orgaanperfusie en -opslag |
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.