Skuteczny mysi model jednostronnego uszkodzenia niedokrwienno-reperfuzyjnego nerek
15 lipca 2021
Uszkodzenie niedokrwienno-reperfuzyjne nerek wiąże się z wysoką zachorowalnością i śmiertelnością u hospitalizowanych pacjentów. W tym miejscu przedstawiamy prosty i skuteczny mysi model jednostronnego uszkodzenia niedokrwienno-reperfuzyjnego nerek i zapewniamy sekwencyjny przegląd reprezentatywnych zmian patologicznych obserwowanych w nerkach.
Uszkodzenie niedokrwienno-reperfuzyjne nerek jest główną przyczyną ostrej niewydolności nerek. Model ten jest bardzo pomocny w zrozumieniu zmian patofizjologicznych, które zachodzą w nerkach po urazie niedokrwiennym. Model ten jest efektywny czasowo i kosztowo oraz zapewnia wysoce powtarzalne dane.
Ponadto ten jednostronny model niedokrwienia nerek pozwala badaczowi pracować z dłuższymi czasami niedokrwiennymi przy jednoczesnym utrzymaniu wysokiego wskaźnika przeżycia. Na początek umieść znieczuloną mysz na stole operacyjnym. Po wysterylizowaniu obszaru operacyjnego za pomocą ostrza skalpela wykonaj około jednocentymetrowe nacięcie chirurgiczne w prawej stronie grzbietowej za żebrem i kontynuuj rozdwojenie około jednego centymetra równolegle do linii środkowej odcinka lędźwiowego.
Przeciąć mięśnie brzucha za pomocą nożyczek, aby uwidocznić przestrzeń zaotrzewnową. Użyj sterylnego bawełnianego wacika, aby usunąć niewielkie ilości krwi wytwarzanej podczas cięcia mięśni. Następnie wypchnij prawą nerkę z jamy brzusznej.
Powoli i ostrożnie odsłaniaj nerkę szarymi kleszczami i zidentyfikuj szypułkę nerki. Następnie ostrożnie usuń tkankę tłuszczową wokół szypułki. Użyj hemostatu Halsted Mosquito do manipulowania zaciskiem naczyniowym.
W celu wywołania niedokrwienia należy umieścić zacisk naczyniowy na tętnicy nerkowej i żyle znajdującej się w szypułce nerki, unikając zaciskania sąsiedniego moczowodu. Przykryj zaciśniętą nerkę sterylną gazą nasączoną solą fizjologiczną, aby uniknąć wysuszenia. Pozostaw nerki na gazie na 30 minut i okresowo monitoruj głębokość znieczulenia i wilgotność gazy.
Na krótko przed końcem okresu niedokrwienia odsłoń nerkę i trzymaj Halsted Mosquito Hemostat, gotowy do usunięcia klamry. Pod koniec okresu niedokrwienia otwórz zacisk naczyniowy z hemostatem i usuń zacisk, aby umożliwić perfuzję nerki. W przypadku pozorowanych zwierząt kontrolnych należy wykonać demonstrowaną operację bez zaciskania szypułki nerki.
Po zweryfikowaniu zmiany koloru nerek należy przywrócić nerkę do jamy brzusznej. Zamknij mięśnie brzucha w układzie krzyżowym za pomocą wchłanialnego szwu 5-0. Zamknij skórę w poziomym wzorze materaca za pomocą wchłanialnego szwu 5-0.
Oczyść ranę roztworem jodu powidonu. Po urazie perfuzyjnym niedokrwiennym u niektórych myszy zaobserwowano zmniejszenie masy ciała przy mniej niż 10% początkowej masy ciała. Jednak większość myszy odzyskała początkową masę ciała między 4 a 7 dniem po operacji.
Myszy kontrolne nie wykazywały żadnych zmian masy ciała po operacji. Kilka zmian w morfologii nerek po operacji zidentyfikowano za pomocą hematoksyliny-eozyny, kwasu okresowego-Schiffa i barwienia trichromem Massona. Obecność odlewu białkowego w świetle rurki zaobserwowano po czterech godzinach.
Rozszerzenie kanalików wykryto po ośmiu godzinach, a gips kanalikowy, a także martwicę komórkową w segmentach szpikowych zauważono po 16 godzinach od operacji IRI. Po 24 godzinach od zabiegu zaobserwowano rozszerzenie kanalików słuchowych. Naciekanie limfocytów i makrofagów oraz powiększone jądra komórkowe wykryto po 48 godzinach.
Do 4 dnia obserwowano mitotyczne komórki kanalikowe i w 7 dniu po operacji IRI wykryto zwłóknienie ogniskowe. Korę nerkową myszy podczas wczesnej reperfuzji monitorowano za pomocą barwienia PAS i widoczne było postępujące tłumienie granicy szczoteczki. Obszary zwłóknienia śródmiąższowego w 7 dniu po operacji uwidoczniono za pomocą barwienia trichomami Massona.
Opracowano system oceny urazów rurkowych w celu kategoryzacji uszkodzeń w czasie. Najwyższe wyniki w zakresie uszkodzenia kanalików uzyskano między 8 godzinami a 24 godzinami po IRI nerek. Jednymi z najbardziej krytycznych kroków są prawidłowe umieszczenie zacisku naczyniowego w szypułce nerki i utrzymanie stałej temperatury ciała podczas operacji.
Przegląd
Niniejsze badanie przedstawia mysi model jednostronnego niedokrwienia i reperfuzji nerek, stanu powiązanego z ostrą niewydolnością nerek. Model ten jest skuteczny w badaniu zmian patofizjologicznych w nerkach następujących po zdarzeniach niedokrwiennych.
Kluczowe elementy badania
Dziedzina nauki
- Nefrologia
- Patofizjologia
- Modele zwierzęce
Wstęp
- Niedokrwienno-reperfuzyjne uszkodzenie nerek jest istotną przyczyną ostrej niewydolności nerek.
- Model ten umożliwia wydłużenie czasu niedokrwienia przy jednoczesnym zapewnieniu wysokiego wskaźnika przeżywalności.
- Zrozumienie zmian morfologicznych po uszkodzeniu jest kluczowe dla opracowania strategii terapeutycznych.
- Oceny patomorfologiczne mogą dostarczyć informacji na temat mechanizmów uszkodzenia.
Cel badania
- W celu opracowania wiarygodnego modelu mysiego do badania niedokrwienia i reperfuzji nerek.
- W celu udokumentowania sekwencyjnych zmian patologicznych w nerkach.
- W celu oceny wpływu niedokrwienia na morfologię i funkcje nerek.
Zastosowane metody
- Jednostronne niedokrwienie nerek wywołano poprzez zaciskanie tętnicy i żyły nerkowej.
- Zastosowano techniki chirurgiczne w celu odsłonięcia nerki i nałożenia zacisku.
- Analizy histologiczne przeprowadzono z wykorzystaniem różnych metod barwienia.
- Po operacji monitorowano zmiany masy ciała oraz morfologię nerek.
Główne wyniki
- U niektórych myszy po operacji zaobserwowano spadek masy ciała.
- Zmiany patologiczne obejmowały z czasem rozszerzenie kanalików, martwicę oraz włóknienie.
- W różnych punktach czasowych odnotowano nacieki komórek odpornościowych.
- W celu oceny stopnia uszkodzenia opracowano system punktacji uszkodzeń kanalików.
Wnioski
- Model ten jest skuteczny w badaniu niedokrwienno-reperfuzyjnego uszkodzenia nerek.
- Sekwencyjne zmiany w morfologii nerek pozwalają zrozumieć postęp uszkodzenia.
- Wyniki mogą stać się podstawą dla przyszłych badań oraz podejść terapeutycznych.
Najczęściej zadawane pytania
Znaczenie dla przemysłu
Niniejszy model stanowi powtarzalny system do badania niedokrwienia i reperfuzji nerek, będących kluczowym mechanizmem w ostrej niewydolności nerek oraz opóźnionym uruchomieniu przeszczepu po transplantacji. Pozwala on na mechanistyczną ocenę ryzyka terapeutyków celowanych w nerki poprzez rejestrację czasowych zmian patofizjologicznych. Model ten wspomaga walidację celów terapeutycznych oraz opracowywanie testów w programach badawczych skoncentrowanych na nefrologii.
Strategiczne zastosowania w badaniach i rozwoju biofarmaceutycznym
Wczesne etapy odkrywania i walidacja celu
- Wartość naukowa: Umożliwia weryfikację hipotez terapeutycznych w systemie istotnym dla przebiegu choroby z mierzalnymi punktami końcowymi histopatologicznymi.
- Wartość operacyjna: Dostarcza wysoko powtarzalnych danych dla różnych punktów czasowych reperfuzji, co wspiera spójną ocenę oddziaływania na cel terapeutyczny.
- Wartość prognostyczna: Ułatwia biologiczną minimalizację ryzyka poprzez modelowanie progresji uszkodzeń – od rozszerzenia kanalików po włóknienie.
Przesiewanie i opracowywanie testu
- Wartość naukowa: Zapewnia standaryzowaną platformę do oceny wpływu związków na punktację uszkodzeń kanalików oraz naciek immunologiczny.
- Wartość operacyjna: Wspiera standaryzację testów poprzez określone ramy czasowe zabiegu chirurgicznego i reperfuzji.
- Skalowalność: Umożliwia monitorowanie podłużne od 4 godzin do 7 dni w celu opracowania czasowo zależnych profili farmakodynamicznych.
Badania translacyjne i przedkliniczne
- Ciągłość translacyjna: Odzwierciedla patofizjologię ludzkiego IRI, umożliwiając przedkliniczną walidację czynników chroniących nerki.
- Zgodność biomarkerów: Koreluje zmiany histopatologiczne z odczytami funkcjonalnymi, takimi jak powrót masy ciała.
- Postęp dostosowany do ryzyka: Dostarcza informacji do podejmowania decyzji o kontynuacji lub przerwaniu badań (go/no-go) na podstawie oceny stopnia uszkodzenia w różnych odstępach czasu od reperfuzji.
Integracja potoku i przepływu pracy
Model ten wpisuje się w kontinuum od odkrycia do fazy przedklinicznej, wspierając walidację celów poprzez screening fenotypowy oraz dostarczając wglądu w mechanizmy szlaków uszkodzeń nerek.
- Biologia odkrywcza: Wspiera weryfikację hipotez poprzez analizę czasową martwicy kanalików, tworzenia się złogów oraz aktywności mitotycznej.
- Przesiewy: Umożliwia ilościową ocenę wskaźników uszkodzenia kanalików i infiltracji komórek odpornościowych jako biomarkerów farmakodynamicznych.
- Analityka: Generuje mierzalne wyniki histopatologiczne, które pozwalają na porównanie modulacji uszkodzeń w różnych grupach eksperymentalnych.
- Badania translacyjne: Łączy wczesne zdarzenia związane z uszkodzeniem z późnym stadium włóknienia, wspierając przedkliniczną ocenę skuteczności.
- Ponowne wykorzystanie w przedsiębiorstwie: Ustanawia powtarzalny schemat chirurgiczny i punktowy dla wielu kampanii testowania związków.
Wpływ operacyjny i organizacyjny
- Wartość naukowa: Zapewnia pewność prognostyczną w zakresie modulacji celu dzięki powtarzalnemu modelowaniu uszkodzeń.
- Wartość operacyjna: Zapewnia standaryzację poprzez zdefiniowany czas niedokrwienia, pobieranie próbek podczas reperfuzji oraz protokoły barwienia.
- Wartość strategiczna: Poprawia efektywność kapitałową poprzez ograniczenie strat dzięki wczesnemu ograniczaniu ryzyka mechanistycznego.
- Wpływ na portfolio: Umożliwia priorytetyzację kandydatów na leki nerkowe z uwzględnieniem ryzyka na podstawie danych dotyczących modyfikacji uszkodzeń.
Uwagi dotyczące wdrożenia
- Wymaga doświadczenia w zakresie mikrochirurgii gryzoni oraz technik zamykania naczyń.
- Zależny od sterylnego instrumentarium chirurgicznego oraz systemów monitorowania znieczulenia.
- Wymaga infrastruktury histologicznej do barwienia H&E, PAS oraz barwienia trichromem Massona i oceny wyników.
- Wymaga uwzględnienia adaptacji przy przenoszeniu metody na modele obustronne lub z chorobami współistniejącymi.
- Ograniczenia praktyczne obejmują zmienność w rozmieszczeniu zacisków oraz utrzymaniu temperatury, co wpływa na powtarzalność.
