Obecne badanie pokazuje ustanowienie trzech różnych modeli dawstwa płuc (dawstwo po śmierci mózgu, dawstwo po śmierci krążeniowej i dawstwo po wstrząsie krwotocznym). Porównuje procesy zapalne i zaburzenia patologiczne związane z tymi zdarzeniami.
Subskrypcja JoVE jest wymagana do oglądania tego materiału. Zaloguj się lub rozpocznij bezpłatny okres próbny.
Artykuł metodologiczny
Obecne badanie pokazuje ustanowienie trzech różnych modeli dawstwa płuc (dawstwo po śmierci mózgu, dawstwo po śmierci krążeniowej i dawstwo po wstrząsie krwotocznym). Porównuje procesy zapalne i zaburzenia patologiczne związane z tymi zdarzeniami.
Modele eksperymentalne są ważnymi narzędziami do zrozumienia zjawisk etiologicznych związanych z różnymi zdarzeniami patofizjologicznymi. W tym kontekście wykorzystuje się różne modele zwierzęce do badania elementów wyzwalających patofizjologię pierwotnej dysfunkcji przeszczepu po przeszczepie w celu oceny potencjalnych metod leczenia. Obecnie eksperymentalne modele dawstwa możemy podzielić na dwie duże grupy: dawstwo po śmierci mózgu i dawstwo po zatrzymaniu krążenia. Ponadto przy rozważaniu zwierzęcych modeli dawstwa narządów należy wziąć pod uwagę szkodliwe skutki związane ze wstrząsem krwotocznym. W tym miejscu opisujemy ustanowienie trzech różnych modeli dawstwa płuc (dawstwo po śmierci mózgu, dawstwo po śmierci krążeniowej i dawstwo po wstrząsie krwotocznym) i porównamy procesy zapalne i zaburzenia patologiczne związane z tymi zdarzeniami. Celem jest dostarczenie społeczności naukowej wiarygodnych modeli zwierzęcych dawstwa płuc do badania związanych z tym mechanizmów patologicznych i poszukiwania nowych celów terapeutycznych w celu optymalizacji liczby żywotnych przeszczepów do przeszczepu.
Znaczenie kliniczne
Przeszczep narządów jest ugruntowaną opcją terapeutyczną w przypadku kilku poważnych patologii. W ostatnich latach osiągnięto wiele postępów w klinicznych i eksperymentalnych dziedzinach transplantacji narządów, takich jak większa wiedza na temat patofizjologii pierwotnej dysfunkcji przeszczepu (PGD) oraz postępy w dziedzinie intensywnej terapii, immunologii i farmakologii1,2,3. Pomimo osiągnięć i poprawy jakości związanych z nimi procedur chirurgicznych i farmakologicznych, jednym z głównych wyzwań pozostaje zależność między liczbą dostępnych narządów a liczbą biorców na liście oczekujących2,4. W związku z tym w literaturze naukowej zaproponowano modele zwierzęce do badania terapii, które można zastosować u dawców narządów w celu leczenia i/lub zachowania narządów do czasu przeszczepu5,6,7,8.
Naśladując różne zdarzenia obserwowane w praktyce klinicznej, modele zwierzęce pozwalają na badanie związanych z nimi mechanizmów patologicznych i ich odpowiednich podejść terapeutycznych. Eksperymentalna indukcja tych zdarzeń, w większości odosobnionych przypadków, wygenerowała eksperymentalne modele dawstwa narządów i tkanek, które są szeroko badane w literaturze naukowej na temat transplantacji narządów6,7,8,9. W badaniach tych stosuje się różne strategie metodologiczne, takie jak te wywołujące śmierć mózgu (ChAD), wstrząs krwotoczny (HS) i śmierć krążeniową (CD), ponieważ zdarzenia te są związane z różnymi szkodliwymi procesami, które zagrażają funkcjonalności dawczych narządów i tkanek.
Śmierć mózgu (BD)
ChAD wiąże się z serią zdarzeń, które prowadzą do postępującego pogarszania się różnych układów. Zwykle występuje, gdy ostry lub stopniowy wzrost ciśnienia śródczaszkowego (ICP) następuje z powodu urazu mózgu lub krwotoku. Ten wzrost ICP sprzyja wzrostowi ciśnienia krwi w próbie utrzymania stabilnego przepływu krwi w mózgu w procesie znanym jako odruch Cushinga10,11. Te ostre zmiany mogą prowadzić do dysfunkcji układu krążenia, endokrynologicznego i neurologicznego, które wpływają na ilość i jakość oddawanych narządów, a także wpływają na zachorowalność i śmiertelność po przeszczepie10,11,12,13.
Wstrząs krwotoczny (HS)
HS z kolei jest często kojarzona z dawcami narządów, ponieważ większość z nich to ofiary urazów ze znaczną utratą objętości krwi. Niektóre narządy, takie jak płuca i serce, są szczególnie podatne na HS z powodu hipowolemii i wynikającej z niej hipoperfuzji tkankowej14. HS indukuje uszkodzenie płuc poprzez zwiększoną przepuszczalność naczyń włosowatych, obrzęk i infiltrację komórek zapalnych, mechanizmy, które razem zaburzają wymianę gazową i prowadzą do postępującego pogarszania się stanu narządów, co w konsekwencji wykoleja proces dawstwa6,14.
Śmierć krążeniowa (CD)
Stosowanie dawstwa po CD rośnie wykładniczo w głównych ośrodkach światowych, przyczyniając się w ten sposób do wzrostu liczby pobieranych narządów. Narządy pobrane od dawców po CD są podatne na skutki ciepłego niedokrwienia, które występuje po okresie niskiego (faza agoniczna) lub braku dopływu krwi (faza skurczowa)8,15. Hipoperfuzja lub brak przepływu krwi doprowadzi do niedotlenienia tkanek związanego z nagłą utratą ATP i nagromadzeniem toksyn metabolicznych w tkankach15. Pomimo obecnego zastosowania tych narządów do przeszczepów w praktyce klinicznej, nadal istnieje wiele wątpliwości co do wpływu stosowania tych narządów na jakość przeszczepu po przeszczepie i na przeżywalność pacjenta15. W związku z tym rośnie również wykorzystanie modeli eksperymentalnych w celu lepszego zrozumienia czynników etiologicznych związanych z CD8,15,16,17.
Modele eksperymentalne
Istnieją różne eksperymentalne modele dawstwa narządów (BD, HS i CD). Jednak badania często koncentrują się tylko na jednej strategii na raz. Istnieje zauważalna luka w badaniach, które łączą lub porównują dwie lub więcej strategii. Modele te są bardzo przydatne w opracowywaniu terapii, które mają na celu zwiększenie liczby donacji, a w konsekwencji zmniejszenie listy oczekujących potencjalnych biorców. Gatunki zwierząt wykorzystywane do tego celu różnią się w zależności od badania, przy czym modele świń są częściej wybierane, gdy celem jest bardziej bezpośrednie przełożenie na ludzką morfologię morfologii i mniejsza trudność techniczna w procedurze chirurgicznej ze względu na wielkość zwierzęcia. Pomimo korzyści, z modelem świń wiążą się trudności logistyczne i wysokie koszty. Z drugiej strony niski koszt i możliwość manipulacji biologicznej sprzyjają wykorzystaniu modeli gryzoni, co pozwala badaczowi zacząć od wiarygodnego modelu do rozmnażania i leczenia zmian chorobowych, a także zintegrować wiedzę zdobytą w dziedzinie transplantacji narządów.
Tutaj prezentujemy model śmierci mózgu, śmierci krążeniowej i dawstwa wstrząsu krwotocznego u gryzoni. Opisujemy procesy zapalne i stany patologiczne związane z każdym z tych modeli.
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Doświadczenia na zwierzętach były zgodne z zasadami Komisji Etyki ds. Wykorzystania i Opieki nad Zwierzętami Doświadczalnymi Wydziału Medycyny Uniwersytetu w São Paulo (numer protokołu 112/16).
1. Grupowanie zwierząt
2. Znieczulenie i przygotowanie przedoperacyjne
3. Tracheotomia
(cięcie o długości 1,5 cm). Po nacięciu skóry i tkanki podskórnej rozdziel mięśnie szyi, aż do odsłonięcia tchawicy.4. Kanulacja tętnicy i żyły udowej
1.5 cm) w okolicy pachwinowej. Zidentyfikuj i wyizoluj naczynia udowe. W tej procedurze użyj stereomikroskopu (powiększenie 3.2x).5. Indukcja wstrząsu krwotocznego
50 mmHg, wywołując w ten sposób wstrząs krwotoczny.6. Indukcja śmierci krążeniowej
7. Indukcja śmierci mózgu
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Średnie ciśnienie tętnicze (MAP)
Aby określić następstwa hemodynamiczne BD i HS, MAP oceniano przez 360 min trwania protokołu. Pomiar wyjściowy wykonano po usunięciu skóry i wywierceniu otworu w czaszce, a przed pobraniem próbki krwi odpowiednio u zwierząt poddanych BD lub HS. Przed indukcją BD i HS wyjściowe wartości MAP w obu grupach były podobne (BD: 110.5 ± 6.1 vs. HS: 105.8 ± 2.3 mmHg; p=0.5; dwuczynnikowa ANOVA). Po insuflacji cewnika w grupie BD nastąpił gwałtowny wzrost ciśnienia tętniczego (...
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
W ostatnich latach rosnąca liczba diagnoz śmierci mózgu doprowadziła do tego, że stała się ona największym dostawcą narządów i tkanek przeznaczonych do przeszczepów. Wzrostowi temu towarzyszy jednak niesamowity wzrost liczby dawców po śmierci krążeniowej. Pomimo swojej wieloczynnikowej natury, większość mechanizmów wyzwalających przyczyny zgonu rozpoczyna się po urazie lub towarzyszy mu z rozległą utratą zawartości krwi 4,18.
W tym kon...
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Pragniemy potwierdzić, że nie ma żadnych znanych konfliktów interesów związanych z tą publikacją i że nie było znaczącego wsparcia finansowego dla tej pracy, które mogłoby wpłynąć na jej wynik.
Dziękujemy FAPESP (Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo) za udzielenie wsparcia finansowego.
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
| Nazwa | Firma | Numer katalogowy | Komentarze |
|---|---|---|---|
| Angiocath | DB | 38186714 | Intubacja ustno-tchawicza |
| 2.0-silk | Brasuture | AA553 | Mocowanie rurki tchawicy |
| Angiocath DB o rozmiarze 24 | 38181214 | Dostęp tętniczy i żylny | |
| 4.0-jedwabny | Brasuture | AA551 | Mocowanie kaniul tętniczych i żylnych |
| Alkoholowy roztwór diglukonianu chlorheksydyny (2%). | Vic Pharma | aseptycznej | Y/N |
| Oster | Y/N< | strong>Clipping device | |
| Precision balance | Shimadzu | D314800051 | Analiza stosunku masy mokrej do suchej |
| Barbituran (tiopental) | Crist&aaacute; lia | 18080003 | Indukcja DC |
| Cewnik balonowy (Fogarty-4F) | Edwards Życie od | 120804 | Indukcja BD |
| Przedłużacz noworodka | Embramed | 497267 | Stosowany jako cewniki za pomocą angiocath 24 G |
| FlexiVent | Scireq | 1142254 | Analiza parametrów wentylacyjnych |
| Heparyna | Blau Farmaceutica SA | 7000982-06 | Antykoagulant |
| Isoflurane | Crist&aaostry; lia | 10,29,80,130 | Znieczulenie wziewne |
| Mikropipeta (1000 µ L) | Eppendorf | 347765Z | Obsługa cieczy o małych objętościach |
| mikropipeta (20 & mikro; L) | Eppendorf< | strong>H19385F< | strong>Obsługa cieczy o małych objętościach |
| mikroskop | Zeiss | 1601004545 | Pomoc w wizualizacji struktur do zabiegu chirurgicznego |
| Monitor wieloparametrowy | Dixtal | 101503775 | Rejestracja MAP |
| Wiertarka z napędem silnikowym | Midetronic | MCA0439 | Służy do wiercenia otworu wiertniczego kalibru 1 mm |
| Komora Neubauera | Kasvi | D15-BL | Liczba komórek |
| Laryngoskop dziecięcy | Oxygel | Y/N | Pomoc podczas intubacji tchawicy |
| Strzykawka (3 ml) | SR | 3330N4 | Nawodnienie i wykrwawienie podczas protokołu HS |
| Przetwornik ciśnienia | Edwards Życie od | P23XL | MAP |
| Metalowa rurka dotchawicza | 006316 | /12 | Sztywna kaniula do analizy za pomocą respiratora FlexiVent |
| Parownik izofluranu | Harvard Bioscience | 1,02,698 | System anestezjologiczny |
| Wentylator mechaniczny dla małych zwierząt (683) | Aparat Harvard | MA1 55-0000 | Wentylacja mechaniczna |
| Metodologia xMap | Millipore | RECYTMAG-65K-04 | Analiza markerów stanu zapalnego |
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.