Nerve-besparende Mid-urethral obstruktion (NEMO) i kvindelige lille Gnavere
Summary
Traditionelle modellering af delvis blæreobstruktion i gnavere er behæftet med dødelighed dyr. En denervering skade fra dissektion omkring den proximale urethra og blærehalsen er ligeledes af stor bekymring. Vi udviklede og evaluerede en sikker og pålidelig mid-urethral obstruktion model, så man undgår manglerne ved den traditionelle model.
Abstract
Delvis blæreobstruktion (pBOO) har en høj prævalens, medfører væsentlig patient byrde, og enorme udgifter til sundhedspleje. Den mest almindelige dyremodel til at undersøge blæren remodeling i pBOO er hungnavere undergår delvis obstruktion ved den proximale urinrøret. Variation i graden af obstruktion og dødelighed dyr er store bekymringer med proksimal obstruktion. Endvidere dissekering omkring den proximale urethra og blærehalsen truer blære innervation.
Vi udviklede en nerve-besparende mid-urethral obstruktion (NEMO) model for pBOO undgå ulemperne ved den traditionelle model. Vi nærmede urinrøret bare ringere end skambenssammenføjning, der undgås behovet for laparotomi samt for dissektion på dette område; også, det stribede urinrørslukkemusklen forblev urørt. Udførte vi NEMO i Sprague-Dawley-rotter (12 forhindringer, 6 sham dyr) samt i kvindelige C57 / BL6-mus (20 obstruktions, 18 sham dyr). Efter to uger, vi evaluerede blærefunktion, blære masse, og kropsmasse.
Vi havde ingen mortalitet blandt obstructed- eller skinopererede hunrotter; som beskrevet for traditionelle proximale pBOO-metode, vi bandt suturen omkring den proximale urethra og en midlertidigt placeret 0,9 mm metalstang. NEMO inducerede en forøgelse i blære massen 85% efter to uger, gennemsnitlig residualurinvolumen var 0,4 ml i delvist obstruerede rotter mens kun 0,03 ml i sham dyr. I mus, testede vi 3 størrelser af kanyler, som vi tilføjet langs urinrøret når binde sutur. Vi fandt, at anvendelse af en 27-gauge kanyle medført over dødeligheden 50% dyr; placere 25-gauge kanyle gav ikke den ønskede respons i stigende blære masse; anvendelse af en 26-gauge kanyle gav gunstige resultater med minimal dyr dødelighed (1/8) endnu en signifikant stigning 2 gange i blære masse.
Introduction
Delvis blæreobstruktion (pBOO) har en høj forekomst og kan resultere i alvorlig blæredysfunktion 1; spektret spænder fra medfødte misdannelser såsom posterior urethrale ventiler eller hypospadi, over erhvervede urethrale strikturer til godartet prostatahyperplasi. Sidstnævnte påvirker mere end 30% af mænd tres år og ældre 2. Stor patient byrde og enorme udgifter til sundhedspleje i forbindelse med pBOO garanterer den betydelige forskningsindsats lagt i at studere blære remodeling som reaktion på øget udstrømning modstand 3. Fra 2006 til 2015, i løbet af 220 PubMed indekseret artiklerne er publiceret om effekten af pBOO på urinblæren.
Selvom dyremodeller for pBOO er blevet udtænkt i adskillige arter 4, såsom rotte 5, kanin 6, gris 7, og mouse 8, 9, nok den mest almindeligt anvendte dyremodel er imidlertid hunrotter gennemgår delvis obstruktion af den proksimale urethra; adgang til dyrenes mave, exteriorizing af blæren, og dissektion omkring blærehalsen er uundgåelige med denne traditionelle proksimale urethral obstruktion teknik. Variation i graden af obstruktion og dødelighed dyr er kun nogle af de bekymringer, der er forbundet med denne procedure 10, 11; vi viste, at i skinopererede dyr, dissektion omkring den proximale urethra fører til fysiologiske ændringer, der korrelerer med tab af nervefibre ved blærehalsen 12. Dette fund indikerer, at det mest almindeligt anvendte pBOO dyremodel, som involverer adgang til proximale urinrør hos kvindelige gnavere, fører til en denervering skade med tilhørende strukturelle og funktionelle ændringer i blæren, der påvirkersham og obstruerede dyr. Derfor blev behov for en alternativ fremgangsmåde undgår denervering skade. Vores laboratorium udviklet og evalueret en Nerve-besparende Mid-urethral obstruktion (NEMO) tilgang, effektive til at inducere forventede obstruktion-associerede ændringer i blæren, såsom forøgelse orgel masse og residualurin, mens skinopererede dyr var ikke skelnes fra ikke-opererede kontroldyr . Også den tværstribede urethral sphincter forblev uberørt som den ligger proksimalt til niveauet for dissektion. Endvidere variabilitet i obstruktion-inducerede stigning i blæren masse var væsentligt lavere end i traditionelle proximal urethral obstruktion og dødelighed dyr var nul.
Vi også anvendt med succes NEMO i hunmus med en dødelighed i obstruerede dyr mindre end 10%, mens alle pBOO modeller for mus, der er beskrevet til dato var forbundet med en dødelighed på ca. 50%. Studere blære remodeling i forbindelse med pBOO i mus vil drage fordel af applicability af hele spektret af transgene modifikationer.
Dissekering omkring midten af urinrøret hos kvindelige gnavere inducerer ikke de uønskede og confounding strukturelle eller funktionelle ændringer i urinblæren observeret i traditionelle proximale obstruktion model. Ikke desto mindre, inducerer en delvis obstruktion på midten af urethra niveau stadig inducerer blære hypertrofi og øget residual urin, som forventet fra en dyremodel for pBOO. Vigtigere, udfører NEMO i mus åbner undersøgelse af blære remodeling i pBOO transgene metoder, som er stort set utilgængelig i større gnavere.
Protocol
Representative Results
Discussion
Dødelighed dyr er en af de største bekymringer den traditionelle model med pBOO ved den proximale urinrør, ved 15% eller mere i mange rapporter 10, 11, 13. Nemo ser ud til at have minimal dødelighed, når de anvendes i hunrotter. Proximal urethral obstruktion i mus er teknisk mere udfordrende end i rotter og dermed endnu mere udsat for komplikationer. Ved hjælp af en 26-gauge kanyle som pladsholder for vor…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
The work was funded by a CHIR operating grant (DJB).
Materials
| Female rat | Charles-River Canada | Sprague Dawley Rat (Crl:SD); Strain Code: 400 | about 200g |
| Isoflorane vaporizer | Benson medical industries inc. | TEC III Isoflurane; product code: 53-T3ISO | |
| Isoflorane | Fresenius Kabi Animal Health | Isoflorane; product code CP0406V2 | 250ml bottle |
| Disposable scalpell | Ted Pella, Inc. | #15 Sterile, Stainless Steel Scalpels; catalogue number 549-9-15S | |
| Microscopy forceps | Ted Pella, Inc. | Aesculap Microscopy Forceps, Finepoint, 115mm; product number 5443 | |
| Adson forceps | Ted Pella, Inc. | Aesculap Adson Dissection Forceps, Curved, 120mm; product number 5002-9 | |
| Curved surgical scissors | Ted Pella, Inc. | Surgical Scissors, Curved, S/S, 105mm; catalogue number 1376 | |
| 0.9mm inox metal rod | goodfellow.com | Stainless Steel – AISI 316L Wire Diameter:0.9mm; order code 911-684-65 | |
| Skin hooks – self made from inox steel | goodfellow.com | Stainless Steel – AISI 316L Wire Diameter:0.9mm; order code 911-684-65 | |
| 4-0 Silk suture | esutures.com | 4-0 Sofsilk black 98" strand; product number LS640 | |
| 5-0 Vicry suture | esutures.com | 5-0 Vicryl undyed 27" RB-1 taper; product number J213H | |
| Needle holder | Medsupplier.com | Integra Miltex Carb-N-Sert Baumgartner Needle Holder – 5 1/2"; product code SKU NEE4484-8-40TC SKU NEE4484-8-40TC SKU NEE4484-8-40TC |
|
| Temgesic (Buprenorphine) | first veterinary supply | Buprenex 0.3MG/ml inj amps; item #075701 | |
| 1ml syringe with 27G needle | Fisher Scientific | BD Tuberculin Syringe, BD 309623 | |
| 20G Angiocath | Fisher Scientific | Andwin Scientific ANGIOCATH 20 GA; Catalog No. NC9561906 | |
| Recovery diet | clearh2o | DietGel 31M; 72-08-5022 | |
| C57Bl/6 female mice | Charles-River Canada | C57BL/6 Mouse (C57BL/6NCrI); Strain Code: 027 | about 18g |
| 24G angiocath | Fisher Scientific | Hanna Pharmaceutical Supply Co., Inc. IV CATH ANGIOCATH 24GX3/4IN; Catalog No. NC9814340 | |
| 5-0 Ethibond | esutures.com | 5-0 Ethibond green 30" RB-1 taper; product number X550H | |
| 26G syringe needle | Sigma-Aldrich | BD Precisionglide syringe needle, Gauge 26; z192392 | |
| Normal Saline | Baxter | 0.9% Sodium Chloride Injection, USP, 100 mL MINI-BAG; product code 2B0043 |
References
- Andersson, K. E. Storage and voiding symptoms: pathophysiologic aspects. Urology. 62 (5), 3-10 (2003).
- Boyle, P., et al. The prevalence of lower urinary tract symptoms in men and women in four centres. The UrEpik study. BJU Int. 92 (4), 409-414 (2003).
- Coyne, K. S., Wein, A., Nicholson, S., Kvasz, M., Chen, C. I., Milsom, I. Economic burden of urgency urinary incontinence in the United States: a systematic review. J Manag Care Pharm. 20 (2), 130-140 (2014).
- Buttyan, R., Chen, M. W., Levin, R. M. Animal models of bladder outlet obstruction and molecular insights into the basis for the development of bladder dysfunction. Eur. Urol. 32 (Suppl 1), 32-39 (1997).
- Mattiasson, A., Uvelius, B. Changes in contractile properties in hypertrophic rat urinary bladder. J Urol. 128 (6), 1340-1342 (1982).
- Chang, S., et al. Alteration of the PKC-mediated signaling pathway for smooth muscle contraction in obstruction-induced hypertrophy of the urinary bladder. Lab Invest. 89 (7), 823-832 (2009).
- Moore, J. A., Brading, A. F. A porcine model of bladder outlet obstruction incorporating radio-telemetered cystometry. BJU Int. 100 (5), 1192-1193 (2007).
- Beamon, C. R., Mazar, C., Salkini, M. W., Phull, H. S., Comiter, C. V. The effect of sildenafil citrate on bladder outlet obstruction: a mouse model. BJU Inte. 104 (2), 252-256 (2009).
- Pandita, R. K., Fujiwara, M., Alm, P., Andersson, K. E. Cystometric evaluation of bladder function in non-anesthetized mice with and without bladder outlet obstruction. J Urol. 164 (4), 1385-1389 (2000).
- Kang, Y. J., et al. Early Sequential Changes in Bladder Function after Partial Bladder Outlet Obstruction in Awake Sprague-Dawley Rats: Focus on the Decompensated Bladder. Korean J Urol. 52 (12), 835-837 (2011).
- Schroeder, A., et al. Protective effect of an oral endothelin converting enzyme inhibitor on rat detrusor function after outlet obstruction. J Urol. 172 (3), 1171-1174 (2004).
- Sidler, M., Aitken, K., Jiang, J., Bijos, D., Bägli, D. “sometimes a sham is just a sham” – why the rodent model of partial bladder outlet obstruction needs adjustment. J Urol. 195 (4), e379 (2016).
- Jin, L. H., et al. Persistent detrusor overactivity in rats after relief of partial urethral obstruction. Am. J. Physiol. Regul. Integr. Comp. Physiol. 301 (4), R896-R904 (2011).
