Een preklinisch varkens model van Orthotopic harttransplantatie
Summary
Hier beschrijven we een pre-klinisch groot dier (Porcine) model van orthotopic harttransplantatie dat stevig is vastgesteld en gebruikt om nieuwe cardioprotective strategieën te onderzoeken.
Abstract
50-jaren na het eerste succesvolle rapport blijft harttransplantatie de Gold-standaardbehandeling voor in aanmerking komende patiënten met gevorderde hartinsufficiëntie. Er zijn meerdere modellen voor kleine dieren van harttransplantatie gebruikt om de acute en langetermijneffecten van nieuwe therapieën te bestuderen. Echter, weinigen zijn getest en bewezen succes in klinische proeven. Het is van cruciaal belang om nieuwe therapieën te evalueren in een klinisch relevant model voor grote dieren voor een efficiënte en betrouwbare vertaling van de bevindingen van basis studies. Hier beschrijven we een pre-klinisch groot dier (Porcine) model van orthotopic harttransplantatie die stevig is vastgesteld en eerder gebruikt om nieuwe cardioprotective strategieën te onderzoeken. Deze procedure richt zich op acute ischemie-reperfusie letsel en is een betrouwbare methode om nieuwe interventies te onderzoeken die zijn getest en gevalideerd in kleinere experimentele modellen, zoals het Murine-model. We tonen zijn nut bij het beoordelen van cardiale prestaties tijdens de vroege periode na de transplantatie en andere mogelijke mogelijkheden die het model mogelijk heeft.
Introduction
50-jaren na het eerste succesvolle rapport blijft harttransplantatie de Gold-standaardbehandeling voor in aanmerking komende patiënten met gevorderde hartfalen1. Hoewel ischemische tijden van maximaal vier uur voldoende worden getolereerd, een ischemische tijd van meer dan zes uur wordt geassocieerd met inferieure uitkomsten2. Primaire transplantaat dysfunctie blijft de belangrijkste oorzaak van vroege morbiditeit en sterfte na transplantatie2,3. De oorzaken van primaire transplantaat dysfunctie zijn multifactoriële en omvatten het gebruik van marginale organen, ontvanger pulmonale vaatziekten, hyperacute afwijzing, en ischemie-reperfusie letsel opgelopen op het moment van transplantatie3.
Meerdere studies hebben nieuwe methoden voor het behoud van donor hart onderzocht om de incidentie van primaire transplantaat disfunctie4,5,6,7te verminderen. Het is gebruikelijk om nieuwe technieken en behandelingen te beoordelen in Murine modellen van ischemie-reperfusie letsel of heterotopische harttransplantatie. Bovendien staan kleine diermodellen overlevings modellen en lange termijn follow-up toe om de ontwikkeling van afstoting en cardiale transplantaat vasculopathie11,12,13te onderzoeken. Echter, de meeste van deze strategieën mislukken initiële klinische pilot proeven of nooit bereiken dit stadium. Het is van het allergrootste belang om nieuwe therapieën te evalueren in een klinisch relevant model met een groot dier voor een efficiënte en betrouwbare vertaling van de bevindingen van basis studies.
Het hart van de varkens wordt vaak beschouwd als de meest anatomisch vergelijkbaar met het menselijk hart bij het gebruik van modellen met grote dieren. Als zodanig is het een ideaal platform om cardiale chirurgische onderzoek uit te voeren. Er zijn echter verschillende belangrijke factoren om te overwegen bij het gebruik van een varkens model. Ten eerste wordt het weefsel meestal beschreven als kwetsbaar en brokbaar, vooral in het rechter atrium en de longslagader, die gevoelig is voor tranen14. Bovendien, het varken hart wordt beschouwd als gevoelig voor manipulatie en gevoelig voor aritmie, dat is waarom men moet routinematig een anti-arrythmetic toedienen aan elk dier aan het begin van het experiment. Een belangrijk anatomisch verschil tussen het varkens model en de klinische harttransplantatie is de linker hemiazygeuze ader in de varkens die rechtstreeks in de coronaire sinus afvloeit. Dit moet worden geligeerd tijdens de ontvangende procedure om te voorkomen dat continue bloeden. Tot slot, het varkens model is zeer gevoelig voor ischemie, maar het is nog steeds geschikt voor acute studies bij harttransplantatie15.
Dit manuscript beschrijft een pre-klinisch groot dier (Porcine) model van orthotopic harttransplantatie die stevig is vastgesteld en gebruikt om nieuwe cardioprotective Strategies onderzoeken5,6,8 ,9.
Protocol
Representative Results
Discussion
Dit manuscript beschrijft een groot dier pre-klinisch model van orthotopic harttransplantatie. Verschillende kleine diermodellen van heterotopische harttransplantatie zijn met succes gebruikt om de effecten van nieuwe behandelingen te bestuderen om het behoud van organen te verbeteren en om ischemie-reperfusie letsel te verminderen11,12, 13. Bovendien staan kleine diermodellen overlevings modellen en lange termijn follow-up toe…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
De auteurs hebben geen erkenningen.
Materials
| Amiodarone | Purchased from institutional pharmacy | ||
| Angiocath 20G | BD | 381704 | |
| Calcium Chloride 1g/10ml | Purchased from institutional pharmacy | ||
| Cardioplegia solution | This should be chosen at the investigators discretion. | ||
| Cautery Pencil | Covidien | E2515H | |
| Central Venous Catheter double-lumen | Cook Medical | C-UDLM-501J-LSC | |
| CPB pack | Medtronic | Custom-made cardiopulmonary bypass perfusion circuit. | |
| D5W 5% 250ml | Baxter | JB1064 | |
| DLP Aortic Root Cannula/stabber | Medtronic | 12218 | |
| DLP single-lumen venous cannula (24F or 28F) | This should be chosen at the investigators discretion. | ||
| Dobutamine | Purchased from institutional pharmacy | ||
| Electrode Polyhesive | Covidien | E7507 | |
| EOPA arterial cannula (17F or 21F) | This should be chosen at the investigators discretion. | ||
| Epinephrine | Purchased from institutional pharmacy | ||
| Eppendorf Tubes, 1.5 mL | Sarstedt | 72.690.001 | |
| Gloves, nitrile, medium | Fischer | 27-058-52 | |
| Heparin 1000 IU/ml | Purchased from institutional pharmacy | ||
| Ketalean (Ketamine) inj. 100mg/ml, 50ml/vial | Health Canada | Requires health canada approval | |
| Lidocaine/Xylocaine 1% | Purchased from institutional pharmacy | ||
| Magnesium Sulfate 5g/10ml | Purchased from institutional pharmacy | ||
| Midazolam inj. USP 5mg/ml vial/10ml | Health Canada | Requires Health canada approval | |
| MPS Quest delivery disposable pack | Quest medical | 5001102-AS | |
| NACL 0.9% 1L | Baxter | JB1324 | |
| Organ Bag | CardioMed | 2990 | |
| Pipette Tips, 1 mL | Fisherbrand | 02-707-405 | |
| Propofol 1mg/ml | Purchased from institutional pharmacy | ||
| Rocuronium | Purchased from institutional pharmacy | ||
| Set Admin Prim NF PB W/Checkvalve | Smith Medical | 21-0442-25 | Intravenous infusion pump line. Researchers should choose infusion lines compatible with the infusion pump available at their facilities |
| Set Intro Sheath 8.5FRx 10CM | Arrow | SI-09880 | |
| Sofsilk 0 wax coated | Covidien | S316 | |
| Solumedrol 500mg/5ml | Purchased from institutional pharmacy | ||
| Suction tip | Covidien | 8888501023 | |
| Suction Tubing 1/4" x 120" | Med-Rx | 70-8120 | |
| Suture 5.0 Prolene BB | Ethicon | 8580H | |
| Suture Prolene Blum 4-0 SH 36 | Ethicon | 8521H | |
| Sutures 2.0 Prolene Blu M SH | Ethicon | 8523H | |
| Sutures BB 4.0 Prolene | Ethicon | 8881H | |
| Tracheal Tube, 6.5mm | Mallinckrodt | 86449 | |
References
- Lund, L. H., Edwards, L. B., et al. The Registry of the International Society for Heart and Lung Transplantation: Thirty-third Adult Heart Transplantation Report-2016; Focus Theme: Primary Diagnostic Indications for Transplant. The Journal of Heart and Lung Transplantation. 35 (10), 1158-1169 (2016).
- Lund, L. H., Edwards, L. B., et al. The Registry of the International Society for Heart and Lung Transplantation_ Thirty-first Official Adult Heart Transplant Report-2014; Focus Theme_ Retransplantation. The. Journal of Heart and Lung Transplantation. 33 (10), 996-1008 (2014).
- Cosío Carmena, M. D. G., Gómez Bueno, M., et al. Primary graft failure after heart transplantation: characteristics in a contemporary cohort and performance of the RADIAL risk score. The Journal of Heart and Lung Transplantation. 32 (12), 1187-1195 (2013).
- Fedak, P. W. M., Rao, V., et al. Combined endothelial and myocardial protection by endothelin antagonism enhances transplant allograft preservation. The Journal of Thoracic and Cardiovascular Surgery. 129 (2), 407-415 (2005).
- Ramzy, D., Rao, V., et al. Cardiac allograft preservation using donor-shed blood supplemented with L-arginine. The Journal of Heart and Lung Transplantation. 24 (10), 1665-1672 (2005).
- Rao, V., Feindel, C. M., Weisel, R. D., Boylen, P., Cohen, G. Donor blood perfusion improves myocardial recovery after heart transplantation. Journal of Heart and Lung Transplantation. 16 (6), 667-673 (1997).
- Wicomb, W. N., Cooper, D. K., Barnard, C. N. Twenty-four-hour preservation of the pig heart by a portable hypothermic perfusion system. Transplantation. 34 (5), 246-250 (1982).
- Badiwala, M. V., Ramzy, D., et al. Donor pretreatment with hypertonic saline attenuates primary allograft dysfunction: a pilot study in a porcine model. Circulation. 120, 206-214 (2009).
- Ribeiro, R. V. P., Badiwala, M. V., Ramzy, D., Tumiati, L. C., Rao, V. Recipient Hypertonic Saline Infusion Prevents Cardiac Allograft Dysfunction. The Journal of Thoracic and Cardiovascular Surgery. , (2018).
- Townsend, D. Measuring Pressure Volume Loops in the Mouse. Journal of Visualized Experiments. (111), e53810 (2016).
- Ratschiller, T., Deutsch, M. -. A., et al. Heterotopic Cervical Heart Transplantation in Mice. Journal of Visualized Experiments. (102), e52907 (2015).
- Fukunaga, N., Bissoondath, V., Rao, V. Submandibular Gland-preserving Technique for Heterotopic Cervical Heart Transplantation in Mice. Transplantation. 1, (2018).
- Gong, W. Mouse Heterotopic Abdominal Heart Transplant Model. Rodent Transplant Medicine. , 107-118 (2014).
- Robinson, N., Souslian, L., Gallegos, R. P., Rivard, A. L., Dalmasso, A. P., Bianco, R. W. Animal Models for Cardiac Research. Handbook of Cardiac Anatomy, Physiology, and Devices. , 469-491 (2015).
- Bianco, R. W., Gallegos, R. P., Rivard, A. L., Voight, J., Dalmasso, A. P. Animal Models for Cardiac Research. Handbook of Cardiac Anatomy, Physiology, and Devices. , 393-410 (2009).
