אורתובנושא חולדה השתלת כליה: מגישת רומן וכירורגית פשוטה
Summary
מטרת כתב היד והפרוטוקול היא להסביר ולהדגים בפרוטרוט את ההליך הכירורגי של השתלת כליות אורתוגרפית בחולדות. שיטה זו היא פשוטה כדי להשיג את הפרזיה הנכונה של כליה התורם ולקצר את הזמן הreperfusion באמצעות שימוש בטכניקת ורידי השרוול וההשקה.
Abstract
השתלת כליות מציעה שיעורי הישרדות מוגברת ואיכות חיים משופרת עבור חולים עם מחלת כליות בשלב הסופי, לעומת כל סוג של טיפול החלפת כליות. במהלך העשורים האחרונים, מודל השתלת כליות חולדה שימש לחקר התופעות האימונולוגיים של דחייה וסובלנות. מודל זה הפך להיות כלי הכרחי כדי לבדוק תרופות אימונומודולטוריים החדש משטרי לפני ההליך עם מחקרים יקרים בעלי חיים מראש גדול פרה.
פרוטוקול זה מספק סקירה מפורטת של כיצד לבצע באופן אמין השתלת כליה אורתוגרפית בחולדות. פרוטוקול זה כולל שלושה צעדים מיוחדים המגבירים את ההסתברות להצלחה: הפרזיה של כליה התורם על ידי שטיפה דרך וריד השער ושימוש במערכת חפתים כדי להפעיל את ורידים הכליות והשופכה, ובכך להקטין קר וחמים פעמים של איסכמיה באמצעות טכניקה זו, השגנו שיעורי הישרדות מעבר ל 6 חודשים עם קריאטינין סרום רגיל בבעלי חיים עם השתלת כליה תחבירית או סובלנית. בהתאם למטרה של המחקר, מודל זה יכול להיות שונה על ידי טיפול טרום או פוסט השתלת ללמוד את אקוטי, כרונית, הסלולר, או נוגדנים בתיווך דחייה. זהו מודל בעלי חיים, אמין וחסכוני לחקר היבטים שונים של השתלת כליה.
Introduction
מבחינה היסטורית, המחקרים הראשונים של דחיית ההשתלה בוצעו על ידי ברנט ו Medawar באמצעות השתלות עור במכרסמים1. במהרה התברר כי העור יש תכונות אימונולוגיים ברורים, מה שהופך אותו לאיבר חיסוני מאוד כי הוא שונה בדחייה של איברים אחרים מוצק vascularized2. לימודי חולדה של דחייה השתלת איברים מוצק מוגבלים לטיפול ללב, לכבד, ולהשתלת כליה. למרות שכל אחד מאברים אלה מתאים ללימוד דחייה, יש יתרונות וחסרונות לכל אחד מהם. השתלות לב מושתלים לעתים קרובות לתוך הבטן ומנומת אל העורקים והבנה קאווה, עם הלב הטבעי של המטופל במקום3. זה אינו משחזר את התנאים הקליניים, האנטומיים האנושיים והפיזיולוגיים. בנוסף, לבבות רגישים מאוד איסכמיה קר צריך להיות מוכן מחדש בתוך 1 h כדי להיות מסוגל לשחזר את תפקידם4. השתלות כבד נחשבות בדרך כלל להיות בניתוח מאתגר יותר זמן רגיש לבצע. לאחר הסרת הכבד הטבעי, יש להשתיל את כבד התורם ולהתחמש בתוך 30 דקות משום שהנמענים אינם יכולים להימשך זמן רב יותר ללא הכבד הפועל5. עורק הכבד, וריד השער, ובמיוחד השחזור צינור המרה דורש כישורי ניתוח מעודן. מלבד האתגרים כירורגי, הכבד ידוע בעלי מאפיינים tolerogenic ומכרסמים ובני אדם יכולים להיות עמידים מבחינה מבצעית6,7,8. הכליה, בניגוד האיברים הנ ל, יכול להיות מושתלים בצורה אורתודפית, ידוע להיות איבר חיסוני עם עקביות, הדחייה פרקים מנוגדות (אם לא החיסונית), ומאפשר תקופות של איסכמיה קר ממושכת של מספר שעות. זה הופך את כליה העכברוש להשתלות מודל אידיאלי ללמוד דחייה אלושתל וסובלנות.
השתלת כליה (KT) היא הבחירה המועדפת של טיפול בחולים עם מחלת כליות בשלב הסופי. במהלך העשורים האחרונים, תוצאות ההישרדות לטווח קצר לאחר KT השתפרו באופן דרמטי, אבל התוצאות לטווח ארוך הישרדות הם הקפואה9. המדכא הקונבנציונלי משטרי להישאר טיפול סטנדרטי נגד דחייה. עם זאת, השימוש הכרוני בטיפולים אימונומדכאים גורם לתחלואה ותמותה משמעותיים, כגון נפרורעילות, סוכרת, ממאירות משנית10,11,12. ב-לטווח ארוך, נוגדן כרונית, מתווך הסלולר דחייה מאיימים הישרדות השתל, עם אפשרויות טיפוליות מוגבלות זמין.
מטרה עיקרית בהשתלה היא אינדוקציה של סובלנות השתלה כדי לסדר את הצורך בדיכוי חיסוני כרונית. מודל KT החולדה הוא כלי חזק כדי לחקור את תהליך הדחייה החיסונית ולהעריך גישות חדשות החיסונית וסובלנות השתלה. עכברוש משמש גם מודל מתאים כדי ללמוד מתווכת תא ונוגדן בתיווך כרונית,13,14,15,16,17. מודל זה כירורגי הוכיחה להיות אמין, הניתנים לשימוש, וחסכוני בכלי כדי ללמוד היבטים שונים של דחייה השתלת וסובלנות. הוא משמש לעתים קרובות כדי לבדוק את הפרוטוקולים הרומן לגרימת סובלנות לפני התחייבות יקר ומסורבל בעלי חיים גדולים מחקרים. ביצוע KT ב חולדות דורש הכשרה כירורגית נרחבת מומחיות כדי להגיע לשיעורי הישרדות של > 90%. בכתב יד זה ובסרטון ההדרכה הנלווה, אנו מספקים מיתאר צעד-אחר-צעד לנושא אורתוקט KT בחולדה, כפי שבוצעה בהצלחה במשך שנים רבות במוסד שלנו.
לפני הפעלת כל הליך, בחירת התורם והנמען היא קריטית ותלויה באופי הניסוי. באופן אידיאלי, תורמים ומטופלים צריכים לשקול בין 220 ל-260 גר’ ולהיות בין הגילאים 8 עד 12 שבועות. בעלי חיים מתחת 220 g כוללים עורקים בקוטר קטן, ורידים וורידים, העושים את ההשקה בתוך המטופל באופן מאתגר במיוחד. איבוד דם קטן יכול לגרום להיפובולמיה. ולגרום למוות בחיות קטנות יותר בעלי חיים כבדים יותר 260 g להציג שומן יותר סביב הכלים שלהם, ואת בידוד כלי ידרוש יותר זמן פעיל ולהגדיל את הזמן הקר איסכמיה.
Protocol
Representative Results
Discussion
בכתב יד זה, אנו מתארים את השיטה כירורגית עבור מט KT בחולדות בפירוט, כולל את כל הציוד הדרוש כדי לבצע את ההליך הזה (איור 5). ב 1965, פישר ולי פרסמה את הדו ח הראשון על KT בחולדות, אשר הפך לתחילתו של שדה חקירה מרגש18. מאז, שינויים רבים הוכנסו כדי לשפר את השגות של המודל הזה. הוא…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
עבודה זו ממומנת על ידי מתנה נדיבה מאחוזת בומבק.
Materials
| Buprenorphine HCL | Reckitt Benckiser Healthcare UK | NDC12496-0757-5 | |
| Dissecting forceps, curved | Zhenbang, China | 11cm Flat handle | |
| Heparin sodium injection USP | Sagent Pharmaceuticals | NDC25021-400-10 | |
| Micro-forceps, straight, smooth | Jingzhong, China | WA3010 | |
| Micro needle holder | Jingzhong, China | WA2010 | |
| Micro vessel clamps | Jingzhong, China | WA40120 | |
| Micro spring sciccor 1 | ROBOZ | RS-5620 | |
| Micro spring sciccor 2 | F.S.T. | 91501-09 | |
| Micro spring sciccor 3 | Zhenbang, China | 8.5cm Vannas,curved | |
| Prograf (Tacrolimus/FK506) | Astellas | ||
| Rats | Charles River & Taconic Biosciences | LEW/Crl & DA-M | |
| Shaver | Wahl | 79600-2101 | |
| Suture 4-0 | Ethicon | J304H | |
| Suture, 4-0 | Ethicon | 683G | |
| Suture, 10-0 | Ethicon | 2820G | |
| Syringes & Needles | BD | ||
| Thread, 8-0 | Ashaway | 75290 | |
| Ureteral cuff | Microlumen | 160-1 | Polymide Tubing, Diameter 0.41 mm |
| Venous cuff | Intramedic BD | 7441 | PE-200 Non-radiopaque polyethylene tubing ID: 1.4 mm, OD: 1.9 mm |
References
- Billingham, R. E., Brent, L., Medawar, P. B. Actively acquired tolerance of foreign cells. Nature. 172 (4379), 603-606 (1953).
- Murray, J. E. Organ transplantation (skin, kidney, heart) and the plastic surgeon. Plastic and Reconstructive Surgery. 47 (5), 425-431 (1971).
- Liu, F., Kang, S. M. Heterotopic heart transplantation in mice. Journal of Visualized Experiments. (6), e238 (2007).
- Ruzza, A., et al. Heterotopic heart transplantation in rats: improved anesthetic and surgical technique. Transplant Proceedings. 42 (9), 3828-3832 (2010).
- Oldani, G., Lacotte, S., Morel, P., Mentha, G., Toso, C. Orthotopic liver transplantation in rats. Journal of Visualized Experiments. (65), e4143 (2012).
- Lang, K. S., et al. Immunoprivileged status of the liver is controlled by Toll-like receptor 3 signaling. Journal of Clinical Investigation. 116 (9), 2456-2463 (2006).
- Sun, Z., et al. Recruitment of host progenitor cells in rat liver transplants. Hepatology. 49 (2), 587-597 (2009).
- Orlando, G., Soker, S., Wood, K. Operational tolerance after liver transplantation. Journal of Hepatolgy. 50 (6), 1247-1257 (2009).
- Lodhi, S. A., Lamb, K. E., Meier-Kriesche, H. U. Solid organ allograft survival improvement in the United States: the long-term does not mirror the dramatic short-term success. American Journal of Transplantation. 11 (6), 1226-1235 (2011).
- Engels, E. A., et al. Spectrum of cancer risk among US solid organ transplant recipients. Journal of the American Medical Association. 306 (17), 1891-1901 (2011).
- Kasiske, B. L., Snyder, J. J., Gilbertson, D., Matas, A. J. Diabetes mellitus after kidney transplantation in the United States. American Journal of Transplantation. 3 (2), 178-185 (2003).
- de Mattos, A. M., Olyaei, A. J., Bennett, W. M. Nephrotoxicity of immunosuppressive drugs: long-term consequences and challenges for the future. American Journal of Kidney Diseases. 35 (2), 333-346 (2000).
- Hu, X., et al. Chimeric Allografts Induced by Short-Term Treatment With Stem Cell-Mobilizing Agents Result in Long-Term Kidney Transplant Survival Without Immunosuppression: A Study in Rats. American Journal of Transplantation. 16 (7), 2055-2065 (2016).
- Shrestha, B., Haylor, J. Experimental rat models of chronic allograft nephropathy: a review. International Journal of Nephrology and Renovascular Disease. 7, 315-322 (2014).
- Fu, Y., et al. Successful transplantation of kidney allografts in sensitized rats after syngeneic hematopoietic stem cell transplantation and fludarabine. American Journal of Transplantation. 14 (10), 2375-2383 (2014).
- Grau, V., et al. Immune Complex-Type Deposits in the Fischer-344 to Lewis Rat Model of Renal Transplantation and a Subset of Human Transplant Glomerulopathy. Transplantation. 100 (5), 1004-1014 (2016).
- Vogelbacher, R., et al. Bortezomib and sirolimus inhibit the chronic active antibody-mediated rejection in experimental renal transplantation in the rat. Nephrology Dialysis Transplantation. 25 (11), 3764-3773 (2010).
- Fisher, B., Lee, S. Microvascular surgical techniques in research, with special reference to renal transplantation in the rat. Surgery. 58 (5), 904-914 (1965).
- Mahabir, R. N., Guttmann, R. D., Lindquist, R. R. Renal transplantation in the inbred rat. X. A model of “weak histoincompatibility” by major locus matching. Transplantation. 8 (4), 369-378 (1969).
- Wang, J. J., Hockenheimer, S., Bickerstaff, A. A., Hadley, G. A. Murine renal transplantation procedure. Journal of Visualized Experiments. (29), e1150 (2009).
- Bickerstaff, A. A., Wang, J. J., Pelletier, R. P., Orosz, C. G. Murine renal allografts: spontaneous acceptance is associated with regulated T cell-mediated immunity. Journal of Immunology. 167 (9), 4821-4827 (2001).
- Silber, S. J., Crudop, J. Kidney transplantation in inbred rats. American Journal of Surgery. 125 (5), 551-553 (1973).
- D’Silva, M., et al. Rat kidney transplantation update with special reference to vesical calculi. Microsurgery. 11 (2), 169-176 (1990).
- Yin, M., Booster, M. H., Bogaard, A. E. J. M., Kootstra, G. A simple technique to harvest two kidneys from one donor rat for transplantation. Lab Animal. 28 (4), 387-390 (1994).
- Lopez-Neblina, F., Toledo-Pereyra, L. H., Suzuki, S. Ultrarapid orthotopic technique for renal transplantation in the rat. Microsurgery. 15 (4), 274-278 (1994).
- Blom, D., Orloff, M. S. A more versatile and reliable method for renal transplantation in the rat. Microsurgery. 18 (4), 267-269 (1998).
- Engelbrecht, G., Kahn, D., Duminy, F., Hickman, R. New rapid technique for renal transplantation in the rat. Microsurgery. 13 (6), 340-344 (1992).
- Kline, R., Churchill, M., Churchill, P., Bidani, A., Schwartz, M. High osmolality-low pH flush solutions improve renal transplant function in rats. Urology Research. 19 (2), 81-86 (1991).
- Fray, J. C. Mechanism by which renin secretion from perfused rat kidneys is stimulated by isoprenaline and inhibited by high perfusion pressure. The Journal of Physiology. 308, 1-13 (1980).
- Fry, D. L. Acute vascular endothelial changes associated with increased blood velocity gradients. Circulation Research. 22 (2), 165-197 (1968).
- Pahlavan, P. S., Smallegange, C., Adams, M. A., Schumacher, M. Kidney transplantation procedures in rats: assessments, complications, and management. Microsurgery. 26 (5), 404-411 (2006).
- Savas, C. P., et al. Renal transplantation in the rat–a new simple, non-suture technique. Urology Research. 13 (2), 91-93 (1985).
- Fabre, J., Lim, S. H., Morris, P. J. Renal transplantation in the rat: details of a technique. The Austalian and New Zealand Journal of Surgery. 41 (1), 69-75 (1971).
- Cameron, A. M., et al. Chimeric Allografts Induced by Short-Term Treatment With Stem Cell Mobilizing Agents Result in Long-Term Kidney Transplant Survival Without Immunosuppression: II, Study in Miniature Swine. American Journal of Transplantation. 16 (7), 2066-2076 (2016).
