Het huidige protocol is gericht op het experimenteel creëren van veneuze intimale hyperplasie door het onderwerpen van aderen aan arteriële bloeddruk voor het ontwikkelen van strategieën om veneuze intimale hyperplasie te verzachten na revascularisatie chirurgie met behulp van adergrafts.
Hoewel adertransplantaten zijn vaak gebruikt als autologe grafts in revascularisatie operaties voor ischemische ziekten, de lange termijn patency blijft slecht als gevolg van de versnelling van intimalhyperplasie als gevolg van de blootstelling aan arteriële bloeddruk. Het huidige protocol is ontworpen voor de oprichting van experimentele veneuze intimale hyperplasie door konijnhculaire aderen te interposingen met de ipsilaterale halsslagaders. Het protocol vereist geen chirurgische ingrepen diep in de lichaamsstam en de omvang van de incisie is beperkt, wat minder invasief is voor de dieren, waardoor langdurige observatie na implantatie mogelijk is. Deze eenvoudige procedure stelt onderzoekers in staat om strategieën te onderzoeken om de progressie van intimale hyperplasie van de geïmplanteerde adertransplantaten te verzachten. Met behulp van dit protocol rapporteerden we de effecten transductie van microRNA-145 (miR-145), waarvan bekend is dat het fenotype van vasculaire gladde spiercellen (VSMC’s) van de proliferative naar de contractiele toestand, in geoogste adertransplantaten controleert. We bevestigden de demping van intimale hyperplasie van adertransplantaten door miR-145 te transduceren voordat implantatiechirurgie werd uitgevoerd door de fenotypeverandering van de VSMC’s. Hier rapporteren we een minder invasief experimenteel platform om de strategieën te onderzoeken die kunnen worden gebruikt om intimatale hyperplasie van adertransplantaten in revascularisatieoperaties te verzachten.
Het aantal patiënten dat ischemische ziekten ervaart als gevolg van atherosclerose neemt wereldwijd toe1. Ondanks de huidige vooruitgang in medische en chirurgische therapieën voor hart- en vaatziekten, blijven ischemische hartziekten, zoals hartinfarct, een belangrijke oorzaak van morbiditeit en mortaliteit2. Bovendien veroorzaken perifere arteriële ziekten die worden gekenmerkt door verminderde bloedtoevoer naar de ledematen kritische ledemaatischemie, waarbij ongeveer 40% van de patiënten hun benen verliest binnen 6 maanden na de diagnose, en het sterftecijfer tot 20%3.
Revascularisatie operaties, zoals coronaire bypass enting (CABG) en bypass chirurgie voor perifere slagaders, zijn belangrijke therapeutische opties voor ischemische ziekten. Het doel van deze operaties is om een nieuwe bloedweg te bieden om voldoende bloedtoevoer naar de distale site van de stenotic of afgesloten laesies van de atherosclerotische slagaders te bieden. Hoewel in situ arteriële grafts, zoals interne thoracale slagaders voor CABG, de voorkeur hebben als de bypassgrafts vanwege de verwachte langere patency, worden adertransplantaten, zoals autologe saphenous aderen, vaak gebruikt vanwege de hogere toegankelijkheid en beschikbaarheid4. Het zwakke punt van de adertransplantaten is de slechte patency rate in vergelijking met die van slagader grafts5 als gevolg van versnelde intimalhyperplasie wanneer onderworpen aan arteriële druk, wat leidt tot adertransplantaat ziekte6.
Adertransplantatie ziekte ontwikkelt zich door de volgende drie stappen: 1) trombose; 2) intimale hyperplasie; en 3) atherosclerose7. Om de adertransplantatie aan te pakken, is er veel fundamenteel onderzoek gedaan8. Tot nu toe wordt geen andere farmacologische strategie dan antiplatelet en lipideverlagende therapieën aanbevolen voor secundaire preventie na coronaire of perifere revascularisatieoperaties in recente richtlijnen9,10,11,12. Om de adertransplantatie te overwinnen, met name intimale hyperplasie, is dus de oprichting van een relevant experimenteel platform voor verdere studies vereist.
Intimal hyperplasie is een adaptief fenomeen dat optreedt in reactie op de verandering in de omgeving, waar vasculaire gladde spiercellen (VSMC’s) zich vermenigvuldigen, accumuleren en extracellulaire matrix in de intima genereren. Bijgevolg presenteert het een basis voor graft atheroma7. In de hyperplastische intima, VSMC’s dragen proliferatie, en de productie in plaats van krimp, genoemd “fenotypische verandering”8. Het is een belangrijke onderzoeksdoelstelling om het fenotype van de VSMC’s van de adertransplantaten te beheersen om adertransplantatie te voorkomen, en tal van basisstudies zijn uitgevoerd over dit onderwerp8. Echter, een gerandomiseerde gecontroleerde klinische studie die gericht was op farmacologische controle van het VSMC fenotype te bereiken toonde beperkte resultaten13. Verder zijn er geen gestandaardiseerde therapieën om intimale hyperplasie te voorkomen. Meer fundamenteel onderzoek, met inbegrip van diermodelstudies, is noodzakelijk.
Om onderzoek op dit gebied te bevorderen, is het van cruciaal belang om een diermodel vast te stellen dat adertransplantaten onder arteriële bloeddruk recapituleert, waardoor een langdurige, postoperatieve observatie mogelijk is. Carrel et al. stelden een caninemodel vast voor de implantatie van de externe halsader in de halsslagader14. Therafter, een verscheidenheid van ader grafts zijn gebruikt om de fysiologische en pathologische effecten van veranderingen in de arteriële bloeddruk te onderzoeken, met inbegrip van de inferieure vena cava geënt in de thoracale of de abdominale aorta, of de saphenous ader engrafted in de dijbeenslagader15,16,17. Deze modellen werden gebouwd in grotere dieren, zoals varkens of honden, die geschikt zijn voor het nabootsen van een ader transplantatie ziekte in een klinisch geval. Echter, de oprichting van een dier model dat kan worden voorbereid zonder speciale chirurgische technieken en tegen lagere kosten zou ideaal zijn voor onderzoekers proberen om een nieuwe therapeutische strategie voor het verzachten van intimale hyperplasie te ontwikkelen door middel van VSMC fenotype controle in vivo. Aanvankelijk werd de interpositie van de halsader in de halsslagader bij een konijn geïntroduceerd op het gebied van neurochirurgie18,19. Daarna werd het toegepast op onderzoek naar intimalhyperplasie20,21. Het oorspronkelijke model bestaat uit veneuze interpositie alleen, waardoor tijd wordt bespaard. Bovendien toonde een latere studie aan dat de voorbereiding van een adertransplantaat ook de intimale hyperplasie22beïnvloedde. Davies et al. evalueerden het effect van ballonkatheterletsel op de intimale hyperplasie bij een konijnveneuze interpositiemodel23,24. Hoewel ballonkatheterletsel naast de interpositie van de ader relevanter was voor een klinische instelling, werd ook een reproduceerbaar model gewenst. Jiang et al. onderzochten zo het effect van differentiële stroomomgevingen op intimalhyperplasie en stelden een distale vertakkingsligatieprocedure in als reproduceerbaar model25. Echter, ze gebruikten een manchet techniek op het moment van ader graft interposition die anders lijkt dan met de hand genaaidanastomose in de klinische setting. In het huidige protocol rapporteren we een reproduceerbare, klinisch relevante en breed beschikbare procedure voor de bereiding van een konijnveneuze interpositiemodel om intimalhyperplasie te beoordelen onder arteriële bloeddruk.
Het huidige protocol is ontworpen om een experimenteel platform te bieden om verschillende moleculaire of genetische interventies voor VSMC’s te testen om het fenotype te controleren van het proliferatieve tot de contractiele toestand en vervolgens de progressie van veneuze intimale hyperplasie in vivo te verzachten. Met behulp van dit model hebben we met succes intimalhyperplasie voorbereid op 2 weken na de operatie (figuur 1A) en aangegeven het therapeutische potentieel van microRNA-145 om…
The authors have nothing to disclose.
Dit werk werd ondersteund door onderzoekssubsidies van het ministerie van Onderwijs, Cultuur, Sport, Wetenschap en Technologie, Japan (25462136).
10% Povidone-iodine solution | Nakakita | 872612 | Surgical expendables |
2-0 VICRYL Plus | Johnson and Johnson | VCP316H | Surgical expendables |
4-0 Silk suture | Alfresa pharma | GA04SB | Surgical expendables |
8-0 polypropylene suture | Ethicon | 8741H | Surgical expendables |
Cefazorin sodium | Nichi-Iko Pharmaceutical | 6132401D3196 | Antibiotics |
Fogarty Catheter (2Fr) | Edwards Lifesciences LLC | E-060-2F | Surgical expendables |
Heparin | Nipro | 873334 | Anticoagulant |
Intravenous catheter (20G) | Terumo | SR-OT2051C | Surgical expendables |
Isoflurane | Fujifilm | 095-06573 | Anesthesia |
Lidocaine hydrochloride | MP Biomedicals | 193917 | Anesthesia |
Pentobarbital sodium | Tokyo Chemical Industry | P0776 | Anesthesia |