Szczegółowo opisany jest powtarzalny model macicy świni, od zabiegu chirurgicznego do rozpoczęcia perfuzji maszynowej, co pozwala na badanie zachowania macicy po przeszczepie.
Subskrypcja JoVE jest wymagana do oglądania tego materiału. Zaloguj się lub rozpocznij bezpłatny okres próbny.
Artykuł metodologiczny
Szczegółowo opisany jest powtarzalny model macicy świni, od zabiegu chirurgicznego do rozpoczęcia perfuzji maszynowej, co pozwala na badanie zachowania macicy po przeszczepie.
Do tej pory przeszczep macicy jest jedyną opcją dla kobiet z całkowitą niepłodnością macicy, takich jak te z zespołem Rokitansky'ego, aby doświadczyć ciąży i urodzić. Pomimo rosnącego zainteresowania transplantacją macicy w ostatnich latach, kilka kwestii nadal wymaga dalszych badań, w tym uszkodzenie niedokrwienno-reperfuzyjne i jego wpływ na jakość przeszczepu i odrzucenie. Najnowsza literatura zwraca uwagę na częstość powikłań zakrzepowych do 20% po przeszczepieniu macicy. Ten rodzaj powikłań może wynikać z uszkodzenia komórek śródbłonka wywołanego niedotlenieniem, co często prowadzi do odrzucenia przeszczepu macicy. Niedotlenienie jest indukowane podczas statycznego przechowywania w chłodni, co pozostaje złotym standardem w konserwacji przeszczepów w przeszczepach narządów litych. Ostatnio wykazano, że dynamiczne przechowywanie za pomocą perfuzji maszynowej poprawia długoterminowe przechowywanie narządów konwencjonalnych i brzeżnych poprzez zmniejszenie uszkodzeń niedokrwiennych i niedotlenienia. W tym protokole staramy się opisać każdy krok chirurgiczny związany z pobraniem macicy świni i jej dynamicznym zachowaniem, w oparciu o obie szypułki macicy, aby umożliwić połączenie i zainicjowanie protokołu perfuzji maszynowej.
Transplantacja macicy (UTx) znacznie się rozwinęła w ciągu ostatnich dziesięciu lat, a kilka zespołów rozpoczęło programy badań klinicznych. Do tej pory głównym wskazaniem UTx jest bezwzględna niepłodność macicy spowodowana agenezją macicy, w tym zespołem Mayera-Rokitansky'ego-Küstera-Hausera (MRKH). Zespół MRKH jest wadą wrodzoną, która występuje u jednej na 5 000 żywych urodzeń płci żeńskiej1. UTx może potencjalnie zająć się dodatkowymi przyczynami niepłodności, w tym tymi wynikającymi z histerektomii spowodowanej chorobą nowotworową, krwotokiem poporodowym, mięśniakami macicy, następstwami zakaźnymi i różnymi wadami wrodzonymi. Sugeruje to, że około 1 na 500 kobiet może kwalifikować się do UTx.
Pierwszy kliniczny UTx miał miejsce w 2000 roku w Arabii Saudyjskiej2, ale powikłania naczyniowe doprowadziły do histerektomii trzy miesiące później. Od tego czasu przeprowadzono kilka przypadków UTx, zarówno na żywych, jak i zmarłych dawcach, co dało ponad 80 żywych urodzeń3,4. Podobnie jak w przypadku transplantacji narządów litych i unaczynionych allotransplantacji kompozytowych (VCA), odrzucenie immunologiczne jest poważnym wyzwaniem w UTx. 5 Kilka czynników może prowadzić do odrzucenia przeszczepu, w tym niewydolność mikrokrążenia i zastój żylny, które mogą prowadzić do powikłań zakrzepowych. W niedawnym przeglądzie badającym unaczynienie macicy w transplantacji, Kristek i wsp. zgłosili do 15% zakrzepicy tętniczej i 5% zakrzepicy żylnej6. Dodatkowo, zimne i ciepłe niedokrwienie jest krytycznym czynnikiem, na który należy zwrócić uwagę, aby przeszczep zakończył się sukcesem, ponieważ uraz niedokrwienno-reperfuzyjny (IRI) może prowadzić do dysfunkcji przeszczepu i ostrego odrzucenia7,8. Miocyty reagują na stres niedokrwienny, wytwarzając mleczan przez maksymalnie 6 h9, po czym uszkodzenie komórek mięśniowych jest nieodwracalne. Wpływ zimnego niedokrwienia na mięśniówkę macicy został udokumentowany w badaniach klinicznych, a zastosowanie wewnątrzkomórkowego roztworu University of Wisconsin podczas statycznego przechowywania w chłodni (SCS) wykazało, że poprawia konserwację dzięki lepszej odpowiedzi kurczliwej na prostaglandyny i wyższym stężeniom ATP w porównaniu z roztworem octanu Ringera10. Jednak wpływ ciepłego i zimnego niedokrwienia pozostaje słabo zbadany w UTx.
SCS pozostaje złotym standardem dla zachowania VCA, w tym macicy, oraz dla większości przeszczepów narządów stałych. Jednak w ostatnich latach znaczący postęp w systemach perfuzji maszynowej i rozwiązaniach konserwujących doprowadził do zmiany paradygmatu. Obecnie istnieją mocne dowody na to, że dynamiczna perfuzja maszynowa może poprawić i przedłużyć zachowanie zdrowych i marginalnych organów stałych11,12,13,14,15. Technika ta jest obecnie powszechnie stosowana w praktyce klinicznej w transplantacji płuc, serca, wątroby i nerek14,16,17,18. Dynamiczne zachowanie narządów wykazało wiele korzyści, w tym zminimalizowanie zimnego niedokrwienia i niedotlenienia poprzez zapewnienie ciągłego dostarczania tlenu i składników odżywczych, usuwanie toksycznych metabolitów oraz poprawę parametrów jakości i żywotności przeszczepów12,19. Opracowano wiele modalności, od hipotermii do normotermicznej perfuzji maszynowej (z nośnikami tlenu lub bez), z kilkoma dostępnymi perfuzatami, ale tylko kilka z nich zostało przetestowanych na macicy20. Aby zapewnić istotny wkład takich perspektyw badawczych, kluczowe znaczenie mają odpowiednie przedkliniczne modele chirurgiczne.
W tej pracy, subnormotermiczna perfuzja maszynowa (SNMP) jest używana jako metoda dynamicznego zachowania narządów natlenionych w temperaturze pokojowej (około 20 °C) poprzez cyrkulację perfuzatu przez pompę rolkową i natleniacz. Zastosowano model świni, który jest istotny dla badań nad UTx i konserwacją ze względu na jego podobieństwa do ludzkiego układu rozrodczego pod względem anatomii, fizjologii i wielkości naczynia21,22. Macica jest pobierana po śmierci krążeniowej, co ma znaczenie dla dawstwa po śmierci sercowej i sugeruje możliwość opóźnienia pobrania po wszystkich innych istotnych narządach litych23,24. Ponadto model ten ułatwia rozwój badań nad zachowaniem macicy w uznanych laboratoriach transplantacyjnych, koncentrujących się na innych narządach, stosując zasady "3R" 25. Celem jest opracowanie nowego modelu konserwacji opartego na szypułkach macicy i ocena jego wiarygodności w zakresie dynamicznego zachowania. Wszystkie etapy procedury są szczegółowo opisane, od histerektomii po konserwację, obejmując podkreślone kluczowe punkty dotyczące korzystania z SNMP.
Protokół opisany poniżej poprzedzał wstępny eksperyment oparty na pojedynczej pompie i systemie dopływu "Y-rurki" dla obu tętnic macicznych (Rysunek uzupełniający 1). Po 4 h-SNMP narząd zyskał ponad 50% swojej początkowej masy. Przepływ, ciśnienie, opór i zmiany masy przedstawiono na rysunku uzupełniającym 2. Pojedynczy system perfuzyjny podzielony na dwa dopływy nie pozwalał na modulację każdego natężenia przepływu do ciśnienia każdej ze stron. W tym przypadku SNMP doprowadził do znacznego obrzęku w połowie narządu (ryc. 3). System ten okazał się nieodpowiedni dla modelu macicy, częściowo dlatego, że nie powinien być uważany za model idealnie symetryczny. Dlatego w tym protokole zastosowano dwa systemy perfuzji maszynowej, po jednym dla każdej tętnicy macicznej.
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Wszystkie zwierzęta otrzymały humanitarną opiekę zgodnie z Przewodnikiem Narodowego Instytutu Zdrowia dotyczącym opieki i użytkowania zwierząt laboratoryjnych, a protokoły zostały zatwierdzone przez Massachusetts General Hospital Institutional Animal Care and Use Committee (IACUC). Ogółem do pobrania macic wykorzystano 6 samic miniświnek z Jukatanu o wadze 30-40 kg, przy czym cztery macice poddano SNMP. Wszystkie zwierzęta poddano heparynizacji jedną pełną dawką (100 j.m./kg) przed eutanazją. Pobranie narządów nastąpiło pośmiertnie z mniej niż 60 minutami ciepłego niedokrwienia. Inne narządy mogły zostać pobrane od tego samego dawcy do różnych badań, zgodnie z zasadami "3Rs" 25. Szczegółowe informacje na temat wszystkich odczynników i sprzętu użytego w protokole można znaleźć w Tabeli Materiałów.
1. Przygotowanie przedoperacyjne (dzień przed zabiegiem)
2. Pośmiertne pobranie macicy
UWAGA: Aby symulować dawstwo po śmierci sercowej i/lub pośmiertnym pobraniu, zwierzę powinno zostać poddane eutanazji zgodnie z lokalnymi wytycznymi IACUC. Wykrwawienie powinno być preferowane zamiast dożylnego wstrzyknięcia pentobarbitalu, aby uniknąć toksyczności, która mogłaby zakłócić badanie.
3. Przygotowanie do perfuzji
4. Subnormotermiczna perfuzja maszynowa
UWAGA: Dla macicy wymagane są dwa niezależne systemy perfuzji maszynowej. Każda tętnica maciczna jest podłączona do systemu perfuzyjnego składającego się z pompy rolkowej, oksygenatora, pułapki pęcherzykowej i czujnika ciśnienia. Perfuzat w zbiorniku krąży przez silikonowe rurki połączone z elementami wymienionymi powyżej, a następnie przepływa przez narząd przez tętnicę maciczną do żyły macicznej z każdej strony, skąd perfuzat wychodzi i jest uwalniany w tym samym zbiorniku.
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Podczas perfuzji system został podłączony do czujnika ciśnienia, który rejestrował ciśnienie w trakcie eksperymentu. Wstępnie zarejestrowano ciśnienie dla systemu bez macicy, które następnie odjęto od pomiarów ciśnienia podczas perfuzji macicy, aby uzyskać rzeczywiste ciśnienie w narządzie. Natężenie przepływu dostosowywano w celu utrzymania ciśnienia w pożądanym zakresie, a kontrolę nad nim sprawowano za pomocą pompy perystaltycznej. Opór obliczono według wzoru R = P / Q (R: opór (mmHg.mL.min-1); P: ciśnienie...
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Przeszczepianie macicy, często uważane za część VCA, szybko się rozwinęło w ciągu ostatnich kilku lat. Równolegle zaczęto badać perfuzję maszynową w VCA, ponieważ wykazano w niej solidne dowody na poprawę zachowania narządów stałych. Hipotermiczna i subnormotermiczna perfuzja maszynowa pozwoliła na zachowanie do 24 godzin w modelach świń mięśniowo-skórnych i zawierających kości VCA 26,27,28. Ponieważ macica stanowi wyzwanie poró...
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Wszyscy autorzy nie mają żadnych interesów finansowych, które mogliby zadeklarować.
Ta praca została częściowo sfinansowana przez National Institute of Health w ramach nagrody nr R01AR082825 (BEU) i Shriners Children's 84308 (YB). HO i YB otrzymały dofinansowanie od Fondation des Gueules Cassées. Podziękowania dla YB ze strony Société Française de Chirurgie Plastique, Reconstructrice et Esthétique (SOFCPRE, Francja) oraz CHU de Rennes (Francja) dla YB.
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
| Nazwa | Firma | Numer katalogowy | Komentarze |
|---|---|---|---|
| Affinity Pixie Oxygenation System | Medtronic | BBP241 | Dotleniacz |
| Albumina surowicy Bovin | Sigma-Aldrich | A9647 | Składnik perfuzyjny |
| Dwuwodny chlorek wapnia | Sigma-Aldrich | 223506 | Składnik perfuzyjny |
| Dwutlenek węgla Tlen | Airgas | UN3156 | Dwutlenek węgla Mieszanina tlenu gaz |
| D-(+)-Glukoza jednowodna | Sigma-Aldrich | 49159 | Składnik perfuzatu |
| Deksametazon | Sigma-Aldrich | D2915 | Składnik perfuzatu |
| Dextran | Thermo scientific | 406271000 | Składnik perfuzatu |
| Heparyna sodowa do wstrzykiwań | Eugia Pharma | 63739-953-25 | Składnik perfuzyjny |
| Humulin Regular Insulina ludzka | Lilly | 0002-8215-01 | Składnik perfuzyjny |
| Hydrokortyzon bursztynian sodu | Pfizer | 0009-0011-03 | Składnik perfuzyjny |
| Chlorek magnezu sześciowodny | Sigma-Aldrich | M9272 | Składnik perfuzyjny |
| MasterFlex L/S | Cole-Parmer | 77200-32 | Pompa rolkowa |
| Glikol polietylenowy 35000 | Sigma-Aldrich | 25322-68-3 | Składnik perfuzyjny |
| Chlorek potasu | Sigma-Aldrich | 7447-40-7 | Składnik perfuzyjny |
| Monitor ciśnienia, przenośny, PM-P-1 | Oprzyrządowanie systemów żywych | PM-P-1 | Czujnik ciśnienia |
| Radnoti Komora zgodności pułapki bąbelkowej | Radnoti | 130149 | Pułapka bąbelkowa |
| RAPIDPoint500 | System gazometrii | Siemens | 500 |
| Wodorowęglan sodu | Sigma-Aldrich | S5761 | Składnik perfuzatu |
| Chlorek sodu | Sigma-Aldrich | S9888 | Składnik perfuzatu |
| Wodorotlenek sodu | Sigma-Aldrich | 72068 | Składnik perfuzyjny |
| Sodu fosforan monobasowy dwuwodny | Sigma-Aldrich | 71505 | ze składnikiem perfuzatu |
| 1 ml | BD | 309659 | Pobieranie próbek |
| Chlorowodorek wankomycyny | Łupek run pharmaceuticals | 70436-021-82 | Składnik perfuzatu |
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Ten artykuł został opublikowany
Film wkrótce dostępny