Um modelo eficaz de rato de isquemia renal unilateral-reperfusão lesão
July 15th, 2021
A lesão por isquemia renal está associada à alta morbidade e mortalidade em pacientes hospitalizados. Aqui, apresentamos um modelo de camundongo simples e eficaz de lesão unilateral de isquemia renal-reperfusão e fornecemos uma visão geral sequencial das alterações patológicas representativas observadas no rim.
A lesão de isquemia renal é a principal causa de insuficiência renal aguda. Este modelo é muito útil para entender as alterações fisiopatológicas que ocorrem no rim após um insulto isquêmico. Este modelo é tempo e custo-benefício e fornece dados altamente reprodutíveis.
Além disso, este Modelo unilateral de Isquemia Renal permite que o pesquisador trabalhe com tempos isquêmicos mais longos, mantendo uma alta taxa de sobrevivência. Para começar, coloque o mouse anestesiado na mesa de operação. Após esterilizar a área cirúrgica, use uma lâmina de bisturi para fazer uma incisão cirúrgica lateral lateral de aproximadamente um centímetro no flanco direito atrás da costela e continue aconchegante aproximadamente um centímetro paralelo à linha média lombar.
Transecte a musculatura abdominal usando uma tesoura para visualizar o espaço retroperitoneal. Use um cotonete estéril para remover as pequenas quantidades de sangue produzidas durante a secção dos músculos. Em seguida, empurre o rim direito para fora da cavidade abdominal.
Devagar e cuidadosamente expor o rim com fórceps cinzentos e identificar o pedículo renal. Em seguida, remova cuidadosamente o tecido adiposo ao redor do pedículo. Use um Hemostat de mosquito halsted para manipular o grampo vascular.
Para induzir a isquemia, coloque o grampo vascular sobre a artéria renal e a veia presentes no pedículo renal evitando a fixação do ureter adjacente. Cubra o rim preso com gaze estéril encharcada em soro fisiológico para evitar a dessacação. Deixe os rins na gaze por 30 minutos e monitore a profundidade e umidade da gaze periodicamente.
Pouco antes do fim do período de isquemia, descubra o rim e segure o Hemostat do Mosquito Halsted, pronto para a remoção do grampo. Ao final do período de isquemia, abra o grampo vascular com o hemostato e remova o grampo para permitir a perfusão do rim. Para animais de controle falso, realize a cirurgia demonstrada sem fixação do pedículo renal.
Após verificar a mudança de cor renal, devolva o rim à cavidade abdominal. Feche os músculos abdominais em um padrão cruzado com sutura absorvível 5-0. Feche a pele em um padrão de colchão horizontal com sutura absorvível 5-0.
Limpe a ferida com solução povidone-iodo. Após a lesão por perfusão da isquemia, a redução do peso corporal foi observada em alguns camundongos com menos de 10% do peso corporal inicial. No entanto, a maioria dos camundongos recuperou seu peso corporal inicial entre os dias 4 e 7 pós-cirurgia.
Os camundongos de controle não apresentaram alterações de peso corporal após a cirurgia. Várias alterações na morfologia renal pós-cirurgia foram identificadas usando hematoxilina-eosina, ácido periódico-Schiff, e coloração tricromática de Masson. A presença de gesso proteináceo no lúmen tubular foi observada após quatro horas.
A dilatação tubular foi detectada às oito horas e o gesso tubular, bem como a necrose celular nos segmentos medulares, foram notados às 16 horas após a cirurgia do IRI. Após 24 horas de cirurgia, observou-se dilatação tubular. Infiltração de linfócitos e macrófagos e núcleos celulares ampliados foram detectados após 48 horas.
Até o dia 4, foram observadas células tubulares mitóticas e, no 7º dia, foi detectada a fibrose focal. O córtex renal dos camundongos durante a reperfusão precoce foi monitorado usando coloração PAS e atenuação progressiva da borda da escova foi visível. As áreas de fibrose intersticial no 7º dia pós-cirurgia foram visualizadas usando a coloração trichome de Masson.
Um sistema de pontuação de lesão tubular foi desenvolvido para categorizar o dano ao longo do tempo. Os maiores escores de lesão tubular foram obtidos entre 8 horas e 24 horas após o Renal IRI. Alguns dos passos mais críticos são a colocação correta do grampo vascular no pedículo renal e a manutenção de uma temperatura corporal constante durante a cirurgia.
Visão Geral
Este estudo apresenta um modelo em camundongos de lesão por isquemia-reperfusão renal unilateral, uma condição ligada à insuficiência renal aguda. O modelo é eficaz para examinar as alterações fisiopatológicas no rim após eventos isquêmicos.
Principais Componentes do Estudo
Área da Ciência
- Nefrologia
- Fisiopatologia
- Modelos Animais
Fundo
- A lesão por isquemia-reperfusão renal é uma causa significativa de insuficiência renal aguda.
- O modelo permite tempos isquêmicos mais longos, garantindo altas taxas de sobrevivência.
- Compreender as mudanças morfológicas pós-lesão é crucial para desenvolver estratégias terapêuticas.
- Avaliações patológicas podem fornecer insights sobre os mecanismos de lesão.
Propósito do Estudo
- Estabelecer um modelo de camundongo confiável para estudar lesão por isquemia-reperfusão renal.
- Documentar as mudanças patológicas sequenciais no rim.
- Avaliar os efeitos da isquemia na morfologia e função renal.
Métodos Utilizados
- A isquemia renal unilateral foi induzida por clampeamento da artéria e veia renais.
- Técnicas cirúrgicas foram empregadas para expor o rim e aplicar o clampe.
- Análises histológicas foram conduzidas usando vários métodos de coloração.
- Mudanças no peso corporal e na morfologia renal foram monitoradas após a cirurgia.
Principais Resultados
- Redução do peso corporal foi observada em alguns camundongos após a cirurgia.
- As mudanças patológicas incluíram dilatação tubular, necrose e fibrose ao longo do tempo.
- Infiltração de células imunes foi observada em vários pontos no tempo.
- Um sistema de pontuação de lesão tubular foi desenvolvido para avaliar a gravidade do dano.
Conclusões
- O modelo é eficaz para estudar lesão por isquemia-reperfusão renal.
- Mudanças sequenciais na morfologia renal fornecem insights sobre a progressão da lesão.
- Os achados podem informar pesquisas futuras e abordagens terapêuticas.
Perguntas Frequentes
Executive Industry Relevance
This model provides a reproducible system for studying renal ischemia-reperfusion injury, a key mechanism in acute kidney injury and delayed graft function in transplantation. It enables mechanistic de-risking of renal-targeted therapeutics by capturing temporal pathophysiological changes. The model supports target validation and assay development in nephrology-focused discovery programs.
Strategic Applications in Biopharma R&D
Early Discovery & Target Validation
- Scientific Value: Enables interrogation of therapeutic hypotheses in a disease-relevant system with quantifiable histopathological endpoints.
- Operational Value: Delivers highly reproducible data across reperfusion time points, supporting consistent target engagement assessment.
- Predictive Value: Facilitates biological de-risking by modeling injury progression from tubular dilation to fibrosis.
Screening & Assay Development
- Scientific Value: Provides a standardized platform for evaluating compound effects on tubular injury scoring and immune infiltration.
- Operational Value: Supports assay standardization through defined surgical and reperfusion timelines.
- Scalability: Allows longitudinal monitoring across 4 hours to 7 days for time-dependent pharmacodynamic profiling.
Translational & Preclinical Research
- Translational Continuity: Mirrors human IRI pathophysiology, enabling preclinical validation of renal protective agents.
- Biomarker Alignment: Correlates histopathological changes with functional readouts like body weight recovery.
- Risk-Adjusted Advancement: Informs go/no-go decisions based on injury severity scoring across reperfusion intervals.
Pipeline & Workflow Integration
The model fits within the discovery-to-preclinical continuum, supporting target validation through phenotypic screening and mechanistic insight into renal injury pathways.
- Discovery Biology: Supports hypothesis testing via temporal analysis of tubular necrosis, cast formation, and mitotic activity.
- Screening: Enables quantitative assessment of tubular injury scores and immune cell infiltration as pharmacodynamic biomarkers.
- Analytics: Generates measurable histopathological outputs that allow comparison of injury modulation across experimental groups.
- Translational Research: Connects early injury events to late-stage fibrosis, supporting preclinical efficacy evaluation.
- Enterprise Reuse: Establishes a reusable surgical and scoring framework for multiple compound testing campaigns.
Operational & Enterprise Impact
- Scientific Value: Provides predictive confidence in target modulation through reproducible injury modeling.
- Operational Value: Ensures standardization via defined ischemic time, reperfusion sampling, and staining protocols.
- Strategic Value: Improves capital efficiency by reducing attrition through early mechanistic de-risking.
- Portfolio Impact: Enables risk-adjusted prioritization of renal therapeutic candidates based on injury modification data.
Implementation Considerations
- Requires expertise in rodent microsurgery and vascular occlusion techniques.
- Dependent on sterile surgical instrumentation and anesthesia monitoring systems.
- Necessitates histology infrastructure for H&E, PAS, and Masson's Trichrome staining and scoring.
- Requires adaptation considerations when translating to bilateral or comorbid models.
- Practical limitations include variability in clamp placement and temperature maintenance affecting reproducibility.
