השתלת קרנית עכברית: דגם לחקר הצורה נפוצה ביותר של Solid השתלות איברים

Summary

Mice have been used as a model for studying many forms of transplantation, including corneal transplantation. We describe in this report a murine model for both acute and late-term corneal transplantation.

Abstract

Corneal transplantation is the most common form of organ transplantation in the United States with between 45,000 and 55,000 procedures performed each year. While several animal models exist for this procedure and mice are the species that is most commonly used. The reasons for using mice are the relative cost of using this species, the existence of many genetically defined strains that allow for the study of immune responses, and the existence of an extensive array of reagents that can be used to further define responses in this species. This model has been used to define factors in the cornea that are responsible for the relative immune privilege status of this tissue that enables corneal allografts to survive acute rejection in the absence of immunosuppressive therapy. It has also been used to define those factors that are most important in rejection of such allografts. Consequently, much of what we know concerning mechanisms of both corneal allograft acceptance and rejection are due to studies using a murine model of corneal transplantation. In addition to describing a model for acute corneal allograft rejection, we also present for the first time a model of late-term corneal allograft rejection.

Introduction

השתלת קרנית היא אחד מהסוגים המוצלחים והנפוצים ביותר של השתלה שבוצעו בבני אדם. הסיבות לכך שניתוח זה מבוצע הן תוצאה של פציעה, מחלה זיהומית ^1, או צורות אחרות של מחלה בקרנית שאינה מדבקת ^2. דמויות מעין הבנק האגודה של אמריקה עולות כי מעל 46,000 בוצעו בשנת 2011 (ראה באתר אינטרנט בכתובת: restoresight.org/eye_banks/eye_banks.html). אינדיקציה להצלחתו היא ששיעורי כישלון שנה אחת עבור שתלי קרנית אלוגנאית נעים 10-15% ולאחר 5 שנים של ההצלחה היא בעודף של 70% ^3-8. מחקרים רבים הראו, ההצלחה של allografts קרנית קשורה באופן ישיר לעובדה כי העין היא אתר מועדף אימונולוגית. גורמים אחראים למצב הקרניות כאתר זכות חיסוני כוללים חוסר של שני כלי הדם והלימפה בקרנית, היעדר יחסי של תאי הצגת אנטיגן, גורמים המיוצר על ידי הקרנית שsuppresזה funtions מפעיל חיסוני ^9-15, ביטוי נמוך של MHC אנטיגנים ^16, ואת הביטוי של מקאל ^17-20.

עם זאת, למרות גורמים אלה, גורם שתלים אלה להצלחה, הם עוברים דחייה ^3-7. כתוצאה מכך, הבנת מנגנונים אלה שמתווכים דחייה זו, כמו גם בדיקת טיפולים שונים למניעת דחייה היא בעל חשיבות קריטית. לצורך כך, אנו מתארים כאן מודל עכברי של השתלת קרנית שכבר בשימוש במשך 20 שנים כדי ללמוד השתלת קרנית בסביבה ניסויית מבוקרת. מאז תגובות השתלה כרוכות בגורמים רבים ושונים הפועלים בקונצרט שאולטימטיבי לקבוע אם הרקמה המושתלת נכשלת או מצליחה, שלא ניתן להבין את החשיבות של גורמים אלה בכל דגם במבחנה. כתוצאה מכך, מחקרים שנערך בבעלי חיים שלמים נדרשים כדי לקבוע מה גורמים חשובים להצלחה או או failuמחדש של רקמה מושתלת.

בעוד מינים אחרים של בעלי חיים שימשו במחקר השתלה קרנית, יש במודל העכברי מספר יתרונות בהשוואה לשימוש במינים אחרים. הראשון הוא קיומה של זנים רבים של עכברים המבטאים את גנים מושתלים מסוימים או היו ממוקד-גן לחוסר ביטוי של גורמים חיסוניים ספציפיים שתפקידה בהשתלה ניתן ללמוד טוב יותר. בנוסף, יש חומרים כימיים רבים (שני גורמים רקומביננטי ונוגדנים המנטרלים את הגורמים) שהם ספציפיים לעכברים ושאינם קיימים למינים רבים אחרים של בעלי חיים. בגלל קיומם של גורמים אלה, מודל זה כבר נעשה שימוש נרחב כדי לזהות גורמים רלוונטיים מעורבים בתגובה החריפה של קרנית שתל ^{15, 17,18,20 -29.} יתר על כן, רבים מן הגורמים המעורבים בהשתלת קרנית ידוע גם להיות פונקציונלי בהשתלה של רקמות אחרות.

Protocol

הערה: מטופלים כל בעלי החיים המשמשים בהליך זה בהתאם לאגודה לחקר חזון הצהרת עיניים לשימוש בבעלי החיים ברפואת עיניים ומחקר חזון, כמו גם את ההנחיות שנקבעו על ידי הוועדה לפיקוח על בעלי החיים באוניברסיטת סנט לואיס. הערה: כל המכשירים ופתרונות כירורגיים הם מעוקרים לפני נ…

Representative Results

המודל העכברי של השתלת קרנית היה בשימוש כבר למעלה מ -20 שנים לאפיין בהצלחה מנגנונים של שני דחיית קרנית שתל 19-23 וקבלת קרנית שתל 13, 15,16,18, 24-27. מודל זה שימש להקמת חשיבות ביטוי מקאל בקבלת שתל קרנית, שבבעלי חיים שאין לי מקאל לא היו מסוגל לקבל allografts קרני 15. כמו כ…

Discussion

המודל העכברי של השתלת קרנית המתוארת כאן מאפשר לחוקר ללמוד דחיית שתל קרנית אדם במודל שהוא ניבוי של מה גורמים הקשורים הטובים ביותר עם ​​שתי הדחייה ^{15,17,18,20, 26-30} וקבלת ^21-25 של קרנית allografts. בשונה השתלת קרנית אנושית, שבו מטופלים מקבלים גם טיפול בסטרואידים מקומי א?…

Materials

Name of Material/ Equipment	Company	Catalog Number	Comments/Description
Zeiss Surgical Microscope	Zeiss	Rebuilt
1 mL Syringe	BD	305122
3 mL Syringe	BD	309657
10 mL Syringe	BD	309602
Vannus Scissors	Stortz	E-3387
11-0 Sutures	Alcon	717939M
Trephine 2.0mm	Katena	K 2-7520
Trephine 1.5 mm	Katena	K 2-7510
Tricaine Hydrochloride 0.5%	Alcon	NDC 0065-0741-12
Healon	Abbott	Healon OVD
Forceps	FST	11251-20
7-0 Sutures	Alcon	8065
2.5% Phenylephrine HCl	Alcon	NDC 61314-342-02
1% Tropicamide	Bausch & Lomb	NDC-24208-585-59
Hamilton Syringe	Hamilton	7654-01
33 gauge needle	Hamilton	90033
Cell Strainer (100 μm nylon)	BD Falcon	352360
Hemocytometer	Cardinal Health	B3175
Trypan Blue	Sigma	T8154