Early stage hemodynamic dysfunction is critical to the development of kidney disease. Yet, detection methodologies are limited. Recent advances in sonography provide a noninvasive, accurate option for early detection of kidney injury. This study outlines a step-by-step, sonographic methodology for detecting kidney dysfunction using a drug-induced nephrotoxicity rat model.
Böbrek normalde hemodinamik homeostazı korumak için fonksiyonları ve ilaç toksisitesinin neden olduğu hasarın önemli bir sitedir. İlaca bağlı nefrotoksisite kritik hastalarda akut böbrek hasarı (ABH) tüm klinik vakaların 19-% 25 katkı tahmin edilmektedir. AKI algılama tarihsel böbrek fonksiyon bozukluğu erken dönemde nefrotoksisite tam değerlendirmesinde kanıtlanabilir yetersiz olan serum kreatinin (SCR) ya da kan üre azotu (BUN) gibi ölçütlere güvendi. Şu anda, bu tür değişiklikler aslında, serum biyobelirteç düzeylerindeki artış önce olabilir ederken doğru AKI erken dönemde hemodinamik değişiklik tespit etmek için hiçbir sağlam tanı yöntemi yoktur. Böyle erken teşhis klinisyenlerin doğru bir teşhis yapmak ve tedavi stratejisi için karar verme in yardımcı olabilir. Fareler AKI indükleme Sisplatin ile tedavi edildi. Nefrotoksisite yüksek frekanslı sonografi SCR ölçüm kullanarak altı gün ve histopatolojik üzerine değerlendirildiböbrek. 2D ve Renk-Doppler görüntüleri kullanarak hemodinamik değerlendirme sonografi kullanılarak, seri sıçanlarda nefrotoksisiteyi incelemek için kullanılmıştır. Bizim verilerimiz histolojik inceleme ile erişkin sıçanlarda başarılı ilaca bağlı böbrek hasarı gösterdi. AKI renkli Doppler temelli sonografik değerlendirme rezistif indeks (RI) ve pulsatil-indeksi (PI) tedavi grubunda artmış olduğunu göstermiştir; ve pik sistolik hız (mm / s), diyastol sonu hız (mm / s) ve hız-zaman integrali (VTI, mm) aynı grupta renal arterlerde azalmıştır. Önemlisi, sonografi ile değerlendirildi bu hemodinamik değişiklikler SCR seviyelerinin yükselişi öncesinde. Böyle RI veya PI olarak sonografi tabanlı endeksler, böylece kemirgenlerde böbrek fonksiyonlarının azalması yararlı öngörü belirteçleri olabilir. AKI uygulanan sıçanların böbreklerinde bizim sonografi tabanlı gözlemlerden, bu non-invazif hemodinamik ölçümler erken evre böbrek disfonksiyonu tespit doğru, hassas ve sağlam bir yöntem olarak düşünebilirsiniz gösterdi. TOnun çalışma aynı zamanda araştırma hayvan kullanımı ile ilgili etik konuların önemini vurgulamaktadır.
Serum kreatinin (SCR) fazla iki yıl için böbrek fonksiyonunu değerlendirmek için altın standart metrik olmuştur. Son zamanlarda, birçok çalışma böbrek hasarı çok daha önce SCR 1 değişimlerden daha ortaya çıktığını bildirdi. Ancak, erken ilaca bağlı nefrotoksisite de dahil olmak üzere renal hasar sırasında meydana gelen hemodinamik değişikliklerin tespiti için sağlam yöntem vardır.
İlaca bağlı akut renal hemodinamik fonksiyon bozukluğu, böbrek yetmezliği 2,3 renal doku hasarı ve daha fazla ilerlemesi yol açar. Son birkaç yılda, çalışmalar, bilgisayarlı tomografi (CAT), Fonksiyonel manyetik rezonans görüntüleme (fMRI) ve sonografi gibi görüntüleme araçları hemodinamik değerlendirmesinde 4 bir rol oynadığını göstermektedir. Geçerli görüntüleme araçları, Renk-Doppler teknikleri ile birleştiğinde gri skala sonografi, en sık böbrek 3,5,6 anatomik durumunu belirlemek ve değerlendirmek için kullanılmaktadır. Sullivan ve. ark. ve Bonnin ve. ark. Son zamanlarda sonografi vazokonstriksiyon ve hipoksi stres hayvan modellerinde 7,8 analiz hemodinamik değişiklikler etkili, güçlü ve non-invaziv bir araç olduğunu bildirdi. Bu teknik aynı zamanda yaygın olarak arteryel stenozu 9,10 tespit etmek için kullanılır.
Yüksek çözünürlüklü ultrason görüntüleme alanındaki en son teknik gelişmeler, in vivo 11, araştırmacılar yüksek frekans (25-80 MHz) ve yüksek çözünürlük (<0.03 mm çözünürlük) sondalar kullanılarak kardiyovasküler toksisite ele sağladı. Biz böbrek incelemek için bu yüksek çözünürlüklü sonografi kullanılarak nefrotoksisite erken teşhisi için non-invaziv ve hassas yöntem için görülmemiş bir fırsat sağlayacaktır varsayımında.
Sisplatin için diğer ilaçlarla 12-14 ile kombinasyon halinde testis, yumurtalık, mesane, baş, akciğer, boyun kanserleri tedavi etmek için kullanılır. Sisplatin nedeniyle p hücre nekrozuna nefrotoksisite iyi belgelenmiş oldu ettiroximal tübüller (PT) ve toplama kanalları kan üre azotu (BUN) ve SCR 15 yükselen sonuçlandı. Bu yazıda, nefrotoksisite indüklenen İlaç (Sisplatin) sıçan modeli kullanılarak böbrek disfonksiyonu karakterize etmek non-invazif böbrek sonografi kullanılarak ayrıntılı bir adım-adım metodoloji sağlar.
Son on yılda, pek çok gelişmeler, yüksek kalite, hassasiyet ve doğruluk ile ultrasonografik verileri sunan yüksek frekanslı mekanik problar, geliştirilmesi de dahil olmak üzere sonografik teknoloji meydana gelmiştir. Bu sondalar, böylece bu tür sıçan ve fareler 18 gibi küçük hayvanları incelemek için güçlü bir araç olarak hizmet edebilir, 5 ila 12 mm ve yüksek kare hızları (fazla 200 kare / sn) bir penetrasyon derinliği yaklaşık 50 mikron eksenel çözünürlük sağlayabilir 19. Ayrıca, aynı zamanda fizyolojik düzeyde vital bulgular ile hafifçe sedasyon veya bilinçli hayvanlar üzerinde ultrasonografik görüntüleri toplamak için izin verir. Buna ek olarak, bu non-invaziv yöntem de hayvanlar 19 ödün vermeden hastalığın ilerlemesi sırasında yapısal ve fonksiyonel değişiklikler boyuna değerlendirmesini yapmak için fırsat sağlar.
1959 yılında, Dr. Rusell ve Fırça ilk Awar yükseltmek için üç "R" kurallarına (Yedek, Azaltma ve Arıtma) tarifAraştırmada hayvan kullanımında etik sorunlar eness. önerilen protokol non-invaziv küçük hayvan sonografi can Nephorotoxicity çalışmasında en az ağrı, acı veya sıkıntı altında hayvanların az sayıda kullanır ilk kez gösterir. Nedenle, deney hayvanları için üç "R" kurallarına karşılamak için potansiyel bir etkili bir yöntemdir.
Birçok ultrasonografik çalışmalar kardiyak uygulamalarda odaklanmıştır; Böbrek fonksiyonu değerlendirmeleri genellikle kalp durumu yerine böbrek 20-25 doğrudan çalışma ölçümlerinden elde edilmiştir. Biz gerçek zamanlı olarak böbrekte anatomik ve fonksiyonel değişiklikleri görmenizi bir görüntüleme metodolojisi kurduk. Biz böbrek görünümü için özel tamamlayıcı akustik pencere, gri skala / B Modu ve Renk-Doppler, önceden seçilmiş bir dizi kullanılır. Biz bu endekslerin ve Sisplatin kaynaklı toksisite modelinde böbrek fonksiyon değişiklikleri arasındaki ilişkiyi değerlendirmek için RI ve PI endeksleri kullanılmıştır.
<p class="Jove_content"> Ancak, aşağıdaki gibi önerilen görüntüleme yöntemleri birkaç zorluklar ve sınırlamalar vardır: 1) Uygun anestezik ajan seçimi ve anestezi derecesi kalp ve solunum istikrar açısından büyük önem taşımaktadır. (Solunum ve kalp hızı dalgalanmalar dahil) Tutarsız fizyolojik bir fenomen renal arter akımını, görüntüleme ve böbrek fonksiyon değerlendirme kalitesini etkileyebilir. Biz IACUC görüntüleme ve böbrek fonksiyon değerlendirme sırasında uygun normal fizyolojik fonksiyonu sağlamak için yedek anestezik ajan olarak enjektabl anestezik ajan, Pentobarbital (50 mg / kg vücut ağırlığı, ip), onaylı kullanacak; göğüs kılları varlığı ultrasonografik görüntü kalitesini etkiler olarak 2) Epilasyon, kritik bir adımdır; 3) böbreklerin sonografi eğitimli operatör için görece kolay olmasına karşın; Ortalama operatör için, bireysel hayvanın eşsiz anatomisi tekniği adapte küçük manipülasyonlar yapmak önemlidir; 4) sıçan büyüklüğü oldukça büyük ise, (3, yukarıda50 gram), daha düşük bir frekans probu (Bu çalışmada 21 MHz kullanılan daha az) en görüntüleme için gerekli olabilir. Görüntüleme sisteminin önerilen operasyon öncesi bir eğitim kursu almak ihtiyatlı olabilir.Önerilen sonografik metodoloji ve türetilmiş protokolünü kullanarak ilaca bağlı nefrotoksisite tespit yenilik böbrek hasarı durumunda hemodinamik değişikliklerin erken sağlam tespit edilmesidir. Sonuçlar aslında içi renal vasküler hemodinamik değişiklikler yükselen SCR önce olduğunu göstermektedir. Bu veriler histolojik analizi kullanılarak geleneksel altın standarda karşı benchmarked ve küçük hayvan sonografi hayvan kullanımının asgari şartı olan, invaziv olmayan, duyarlı ve tekrarlanabilir bir yöntemdir olduğunu göstermektedir edilir. Bu nedenle fare modeli kullanılarak ilaca bağlı nefrotoksisite erken tespiti için etkili bir araçtır.
The authors have nothing to disclose.
We thank Fred Roberts for exemplary technical support. We thank Brigham Women’s Hospital Cardiovascular Physiology Core for providing with the instrumentation and the funds for this work. This work was supported in part by NHLBI grants HL093148, HL086967, and Departmental Funds from (SUNDRY).
Depilatory cream | Miltex, Inc. | Surgi-Prep | Apply 24 hours prior to imaging |
cis-Diamineplatinum(II) dichloride | Sigma | 479306 | To induce acute kidney injury at small animals. |
Isoflurane | Baxter International Inc. | NDC 10019-773-40 | 2-3% for induction, and 1-1.5 % for maintenance; heart beats will be maintained at above 500 beats per minute |
Table of equipments | |||
Material Name | Company | Catalogue Number | Comments |
High Frequency Ultrasound | FUJIFILM VisualSonics, Inc. | Vevo 2100 | |
High-frequency Mechanical Transducer | FUJIFILM VisualSonics, Inc. | MS250, MS550D, MS400 | |