29 november 2024
Dit protocol legt uit hoe een hypertrofisch littekenmodel van muizen kan worden opgezet dat de mechanotransductiesignalering verhoogt om mensachtige littekens te simuleren. Deze methode omvat het verhogen van de mechanische spanning over een genezende incisie in een muis en het gebruik van een gespecialiseerd apparaat om reproduceerbaar, overmatig littekenweefsel te creëren voor gedetailleerde histologische en bio-informaticaanalyses.
Hypertrofische littekens zijn een abnormaal proces van wondgenezing dat resulteert in overmatige vorming van littekenweefsel. Het creëren van mensachtige fibrotische modellen kan helpen bij het ontwikkelen van therapieën om littekens te voorkomen en regeneratie te bevorderen. In het afgelopen decennium hebben we aangetoond dat mechanische transductie, waarbij mechanische stimuli worden omgezet in cellulaire reacties, overmatige littekenvorming veroorzaakt.
We hebben mechanische stimuli geremd en ontdekten dat het genezing en regeneratie bevordert in grote diermodellen, en hebben ook het belang ervan vastgesteld in de reactie van vreemde lichamen op biomedische implantaten. Na een verwonding vormen muizen minder littekens dan mensen vanwege hun lossere en dunnere huid, evenals de onderliggende spierlaag, de musculus panniculus carnosus, die de wond samentrekt. We hebben een muismodel ontwikkeld dat menselijke niveaus van mechanische belasting toepast op een genezende wond om een mensachtig hypertrofisch littekenmodel te creëren.
Ons protocol valt op door zijn eenvoud, reproduceerbaarheid en biomimicry. Door mechanische spanning op wonden uit te oefenen, induceren we op betrouwbare wijze meer mensachtige hypertrofische littekens, waarbij we fysiologische mechanische transductieroutes benutten in plaats van te vertrouwen op modellen voor brandwonden of chemisch letsel. Dit weerspiegelt op betrouwbare wijze hoe hypertrofische littekens zich in het lichaam vormen, waardoor het zeer vertaalbaar is.
Over het algemeen onderzoekt ons laboratorium hoe mechanische signalering farmacologisch kan worden gericht om fibrose in orgaansystemen te verminderen. Specifiek, met behulp van dit model, zullen we andere therapieën tegen littekens onderzoeken, zoals weefselregeneratieve steiger, wondverbanden en steroïden. Plaats om te beginnen de verdoofde muis op het bedieningsoppervlak.
Steek de neus van de muis in de opening van de neuskegel voor onderhoud van de anesthesie. Bevestig de diepte van de anesthesie door het gebrek aan reactie op een teenknijp. Injecteer met een naald van 21 gauge 0,05 milligram per kilogram buprenorfine subcutaan in de schouder voor postoperatieve pijnbehandeling.
Desinfecteer de rug van de muis met drie afwisselende rondes scrub op basis van jodium of chloorhexidine en een alcoholdoekje. Maak nu met behulp van een scalpel een incisie in de dorsale middellijn van volledige dikte langs het gemarkeerde gebied. Sluit de incisie met 5-0 hechtingen in een eenvoudig onderbroken patroon door de wond in tweeën te snijden.
Knip een Telfa-gaasje in een stuk van drie centimeter bij een centimeter. Plaats het gaasje in het midden van een filmzelfklevend verband en breng het aan op de rug, waarbij u ervoor zorgt dat het gaasje de incisie bedekt. Leg vervolgens een gehalveerd verband op de buik en wikkel het in de omtrek totdat het het dorsale verband raakt.
Na het verbinden van de wond, plaatst u de muis in een aparte steriele kooi en houdt u deze in de gaten totdat hij volledig hersteld is van de verdoving. Vier dagen na het maken van de incisie in de dorsale middellijn, verdooft u de muis en plaatst u deze op een werkend platform. Gebruik een tang om het verband van de buik van de muis te scheiden door het gereedschap heen en weer tegen de buikzijde te werken.
Laat het gereedschap tussen de wikkel en de huid om het verband van de huid te tillen. Gebruik vervolgens een schaar om het verband af te knippen. Reinig de rug met een alcoholdoekje.
Onderzoek de incisie op wonddehiscentie of tekenen van infectie. Smeer vervolgens de armen van de hypertrofische littekens, of HTS-apparaat, licht in met medische lijm. Maak met één hand de huid van de dorsum van de muis iets strak in de dwarsrichting.
Plaats vervolgens, met behulp van de andere hand, het HTS-apparaat op de rug en zorg ervoor dat de incisie op gelijke afstand van elke arm ligt en de huid gelijkmatig strak staat tussen de armen. Bevestig na het drogen vier hechtingen rond elke arm van het apparaat en door de huid, zodat de naald naar buiten komt in de richting van de incisie. Plaats nu drie huidnietjes rond de armen van het apparaat en bevestig het aan de huid.
Plaats vervolgens het Telfa-gaasje in het midden van een filmzelfklevend verband en breng het aan op het dorsum van de muis, waarbij u ervoor zorgt dat het gaas de incisie bedekt. Leg een gehalveerd verband op de buik en wikkel het in de omtrek totdat het het dorsale verband raakt. Verwijder de volgende dag de hechtingen uit de wond met behulp van een dissectieschaar.
Steek voor het eerste stuk van het HTS-apparaat de HTS-apparaatsleutel in het apparaat en draai deze om het apparaat uit te vouwen totdat de huid strak staat, maar niet het risico loopt te scheuren. Verbind ten slotte de muis zoals eerder gedemonstreerd. De muizen uit de stretchgroep vertoonden significant bredere littekens in vergelijking met de controlegroep, met een pieklittekenbreedte van 0,99 millimeter op postoperatieve dag negen, die significant breder bleef na postoperatieve 15 en 19 dagen.
Dit protocol legt uit hoe er een muismodel voor hypertrofische littekenvorming kan worden opgezet dat menselijke littekenvorming simuleert door middel van verhoogde mechanotransductiesignalering. De methode houdt in dat er mechanische spanning wordt uitgeoefend op een genezende incisie bij een muis om overmatig littekenweefsel te creëren voor gedetailleerde analyses.
Door mechanotransductie aangestuurde hypertrofische littekenvorming vormt een kritieke translationele uitdaging in het onderzoek naar fibrose en wondgenezing. Dit mens-achtige muismodel maakt een voorspellende evaluatie mogelijk van antifibrotische therapeutica en biologische geneesmiddelen die zich richten op mechanotransductiepaden. De reproduceerbaarheid en fysiologische relevantie hiervan ondersteunen de risicogebalanceerde ontwikkeling van kandidaten voor indicaties zoals littekenvorming en vreemdlichaamreacties.
Dit model slaat een brug tussen vroege ontdekking, targetvalidatie en preklinische werkzaamheidstests voor antifibrotische therapieën en therapieën voor wondgenezing.