23 июня 2014 г.
Продемонстрирована методика микрохирургической процедуры гетеротопической трансплантации сердца у мышей, включая упрощенные методы забора донора и анастомоза сосуда-реципиента.
Общая цель данной процедуры заключается в пересадке сердца от мыши-донора мыши-реципиенту. Сначала сердце извлекают из грудной клетки донора и помещают его в холодный физиологический раствор. Следующими этапами являются пересадка сердца в брюшную полость реципиента и последующий мониторинг сердцебиения пересаженного органа.
Наконец, отторжение трансплантата подтверждается путем визуального осмотра и патоморфологического анализа. В итоге результаты показывают, что сердца, пересаженные между неродственными линиями мышей, отторгаются, в то время как сердца, пересаженные внутри одной линии, приживаются. Длительная видеодемонстрация данного метода имеет решающее значение, так как микрохирургический этап трудно освоить из-за очень маленького размера донорского и реципиентного животных.
Сложность хирургической процедуры, а также необходимость повышения точности и скорости проведения операций на реципиенте требуют строгого соблюдения правил стерильности. Всегда убедитесь, что все инструменты тщательно очищены и стерилизованы в ванночке с 80% ethanol. Настоятельно рекомендуется использовать одноразовое стерильное оборудование. После анестезии донорской мыши в камере с изофлураном поместите её в положение лежа на спине на операционном столе.
Затем быстро подсоедините носовой конус, подавая анестетик. Обязательно проверьте качество анестезии с помощью щипка за заднюю лапу. При отсутствии реакции отстранения приступите к бритью кожи с использованием хирургического лезвия.
Затем стерилизуйте кожу, трижды протирая её 2% раствором хлоргексидина в 70% изопропиловом спирте в ходе всей операции. Визуально контролируйте дыхание и сердцебиение животного. Соответственно корректируйте подачу изофлурана.
Начните с выполнения торакотомии для обнажения сердца и сосудов, раскрыв грудную клетку с обеих сторон реберного каркаса. Сделайте разрез от края ребер вверх к подмышечной впадине и поперечно на уровне рукоятки грудины. Таким образом формируется лоскут грудной стенки.
Закрепите открытый лоскут на операционном столе рядом с головой. Затем удалите перикард вокруг сердца. Поднимите нижнюю полою вену с помощью пинцета и введите 1 мл холодного гепаринизированного физиологического раствора в нижнюю полую вену проксимальнее сердца.
Затем с помощью марли и ватного аппликатора зафиксируйте на НПВ небольшой артериальный зажим, чтобы предотвратить обратный ток раствора через отверстие от иглы. Сместите сердце вниз, чтобы обнажить аорту и легочную артерию. Поперечный синус представляет собой канал, расположенный позади пучка аорты и легочной артерии.
Затем перережьте аорту и легочную артерию как можно более дистально, чтобы максимально увеличить длину сосудов для выполнения анастомоза. Теперь пересеките нижнюю полую вену (IVC), правую верхнюю полую вену (SVC), левую верхнюю полую вену (SVC) и легочные вены. Каждый конец сосуда необходимо перевязать шелковой нитью 6.0.
Сначала перевяжите нижнюю полую вену (IVC) и правую верхнюю полую вену (SVC). Затем перевяжите левую верхнюю полую вену и легочные вены. Теперь извлеките сердце, перерезав все сосуды дистальнее мест перевязки.
Храните сердце в холодном стерильном физиологическом растворе при температуре 4 °C до момента трансплантации. После подготовки животного к операции, как описано для донора, выполните лапаротомию. Сделайте разрез по средней линии от лобковой кости до рукоятки грудины.
Используйте скрепки, согнутые в виде ретракторов. Вскройте брюшную полость, оберните кишечник марлей, смоченной в теплом физиологическом растворе, и отведите его в верхний правый угол брюшной полости. Затем обнажите инфраренальный отдел аорты и нижнюю полую вену на участке между подвздошной бифуркацией и левой почечной артерией и веной.
Освободите связанный сегмент аорты и нижней полой вены. Затем отделите аорту и нижнюю полую вену от поясничных сосудов с помощью калиброванного коагулятора. Наложите небольшие атравматичные зажимы на проксимальный и дистальный концы освобожденного сегмента аорты и нижней полой вены.
Используя иглу 30-го калибра, сделайте прокол в передней стенке аорты через вертикальный разрез, создав отверстие, соответствующее размеру аорты донора. Воспользуйтесь этой возможностью, чтобы удалить любые сгустки крови из просвета аорты, промыв его гепаринизированным физиологическим раствором. Теперь введите сердце донора в холодном физиологическом растворе.
Расположите сердце донора рядом с разрезом на аорте реципиента. С помощью непрерывного нейлонового шва 10-0 зафиксируйте легочную артерию донора рядом с нижней полой веной реципиента. Выполните анастомоз аорт методом «конец в бок».
Начните с проксимального угла и наложите швы вдоль левой стороны до дистального угла. Затем поверните животное на 180 градусов. Отодвиньте сердце и продолжите наложение швов по правой стороне стенки аорты в направлении от дистального к проксимальному концу.
Перед закрытием анастомоза осторожно промойте просвет гепаринизированным физраствором для удаления сгустков и воздуха. Затем завершите наложение швов. Далее сделайте вертикальный разрез в передней стенке нижней полой вены в месте, где будет накладываться анастомоз с легочной артерией.
Во-вторых, используйте шовный материал 10-0 для наложения непрерывных швов при создании анастомоза. Начните сшивать сосуды от дистального конца левой стенки внутри просвета нижней полой вены (НПВ) у проксимального конца. Продолжите наложение швов по передней правой стенке до достижения дистального конца. Повторите процедуру.
Тщательно промойте просвет перед завершением анастомоза. Затем поместите кусочки гелевой губки вокруг анастомоза. Гемостаз достигается путем осторожного прижатия ватными тампонами.
Для реваскуляризации реципиента сначала снимите дистальный зажим, затем проксимальный. Во время операции на реципиенте крайне важно оптимизировать точность и скорость хирургического вмешательства.
Таким образом, время пережатия сосудов в идеале должно составлять менее 30 минут. Для облегчения восстановления приложите теплый физиологический раствор с температурой 37 °C к месту трансплантата. Фибрилляция должна возникнуть немедленно и спонтанно смениться синусовым ритмом в течение нескольких минут.
Перед закрытием операционного поля следует ввести бупренорфин внутримышечно. Завершите операцию, закрыв рану одним непрерывным рассасывающимся швом 5-0 через все слои тканей. После закрытия операционной раны введите животному-реципиенту ампициллин и 0,6 milliliters физиологического раствора подкожно.
Для поддержания гидратации поместите животное на греющий коврик, настроенный на 37 °C, до восстановления сознания. Большинство животных начинают пить и даже есть в течение трех часов после операции. Если по истечении восьми часов у мыши все еще наблюдаются признаки дистресса, вводите бупренорфин каждые 12 часов до исчезновения симптомов.
Если состояние мыши остается тяжелым более 48 часов, в течение первых 10 послеоперационных дней следует обратиться к ветеринару. Непосредственно контролируйте сердцебиение трансплантата путем пальпации живота. Ежедневно фиксируйте силу сокращений по шкале от четырех плюс (4+) для здорового трансплантата до одного плюс (1+) при слабом сердцебиении вследствие выраженного отторжения.
Зафиксируйте трансплантат без сердцебиения как отрицательный результат в связи с полным отторжением трансплантата через 10 дней. Продолжайте мониторинг пульса пересаженного сердца три раза в неделю; из 227 гетеротопических трансплантаций сердца 90,3% были успешными в течение 24 часов, а 86,8% — в течение 48 часов. Неудачные случаи включали паралич задних конечностей, отсутствие сердцебиения трансплантата, ишемическое повреждение и/или тромбоз; выжившие после трансплантации были каталогизированы.
Причина неудач при трансплантации сердца была установлена патологоанатомическим исследованием. Анализ трансплантированного сердца (отмечен стрелкой) показал, что причиной отказа этого пересаженного сердца в комбинации штаммов донора и реципиента C 57 Black six стали тромбоз и инфаркт сердечной ткани; отторжения сердца не наблюдалось, и трансплантированные сердца функционировали более 100 дней. В данном случае размер сердца немного уменьшился из-за атрофии мышц, ставшей следствием его нежизнеобеспечивающего статуса.
Напротив, в сочетании штаммов с выраженным отторжением (донор DBA/2 и реципиент C57BL/6) пересаженное сердце перестало биться к седьмому дню, и к 100-му дню появились признаки отторжения. При извлечении это же сердце оказалось полностью фиброзировано и сморщено. Данная процедура может быть выполнена за 90 минут или меньше при правильном подходе; также не забывайте, что работа с газообразным SF₆ может быть крайне опасной.
Настоятельно рекомендуется использовать систему сбора и очистки анестезирующих газов.
Просмотрите полный транскрипт и получите доступ к тысячам научных видео
В данной статье демонстрируется микрохирургическая техника гетеротопической трансплантации сердца у мышей. Она включает методы забора донорского сердца и анастомоза сосудов реципиента с особым вниманием к мониторингу успеха трансплантации.
Данная микрохирургическая методика позволяет проводить доклиническую оценку выживаемости сердечного трансплантата и механизмов отторжения на мышиных моделях, что способствует валидации мишеней при разработке сердечно-сосудистых препаратов. Обеспечивая воспроизводимую платформу для оценки результатов трансплантации, данный метод помогает снизить механистические риски при изучении иммуномодулирующих и кардиопротекторных кандидатов. Применимость метода в исследованиях отторжения, зависящих от линии животных, повышает прогностическую достоверность на ранних этапах разработки.
Данный метод интегрируется в исследовательскую биологию, обеспечивая проверку гипотез относительно иммуномодулирующих мишеней, и применяется в доклинических исследованиях для лонгитюдной оценки жизнеспособности трансплантата.