Mevcut protokol, bir fare sol akciğer nakli modeli için bir manşet tekniğini tanımlamaktadır. Bu teknik birkaç yıl içinde geliştirilmiştir ve immünolojik araştırmalarda etkili bir şekilde hizmet vererek iyi performans göstermiştir.
Yöntem makalesi
Mevcut protokol, bir fare sol akciğer nakli modeli için bir manşet tekniğini tanımlamaktadır. Bu teknik birkaç yıl içinde geliştirilmiştir ve immünolojik araştırmalarda etkili bir şekilde hizmet vererek iyi performans göstermiştir.
Son on yılda, laboratuvarımız, verimli ve son derece güvenilir bir transplantasyon "manşet tekniği" kullanarak vaskülarize fare akciğer nakli modellerinin geliştirilmesi ve rafine edilmesinde önemli ilerleme kaydetmiştir. Bu makale, bugüne kadarki en fizyolojik ve klinik olarak ilgili fare akciğer nakli modelini temsil eden, vaskülarize bir ortotopik akciğer modelinde ortotopik akciğer nakli için sofistike ve kapsamlı bir yöntemi açıklamaktadır. Transplantasyon süreci iki farklı aşamadan oluşur: donör hasadı ve ardından alıcıya implantasyon. Yönteme başarılı bir şekilde hakim olunmuştur ve birkaç aylık yeterli eğitimle, yetenekli bir uygulayıcı prosedürü ciltten cilde yaklaşık 90 dakika içinde gerçekleştirebilir. Şaşırtıcı bir şekilde, bireyler ilk öğrenme eğrisinin üstesinden geldiklerinde, perioperatif dönemde hayatta kalma oranı neredeyse %100'e yaklaşır. Fare modeli, ticari olarak temin edilebilen birden fazla transgenik ve mutant fare suşunun kullanılmasına izin vererek, tolerans ve reddetme çalışmasını mümkün kılar. Ek olarak, bu modelin benzersiz özellikleri, onu tümör biyolojisi ve immünolojisini araştırmak için değerli bir araç haline getirir.
Böbrek ve kalp yetmezliği olanlar için diyaliz ve ventriküler destek cihazları gibi replasman tedavileri mevcut olsa da, akciğer nakli son dönem akciğer hastalığından muzdarip hastalar için birincil tedavi seçeneği olmaya devam etmektedir. Bu prosedür, pulmoner fibrozis1 teşhisi konan bireyler için hayat kurtarıcı tek seçenek olarak hizmet eder. Ek olarak, amfizem gibi son dönem obstrüktif akciğer hastalıklarıyla karşı karşıya kalanların yanı sıra kistik fibroz1 gibi süpüratif rahatsızlıkları olanların ömrünü uzatmak için kullanılır.
Teknik iyileştirmeler, perioperatif bakım iyileştirmeleri ve immünosupresyondaki ilerlemeler nedeniyle kısa süreli sağkalım oranları iyileşirken, akciğer nakli sonrası uzun vadeli sonuçlar diğer katı organlarınkinden belirgin şekilde daha düşüktür. Akciğer grefti alıcıları için sadece %50 olan genel beş yıllık sağkalım oranı, kalp, böbrek veya karaciğer allogrefti alanlara göre çok daha düşüktür1. Ekibimiz ve diğerleri, fizyolojik olarak ilgili fare modellerinin deneysel manipülasyonu, diğer katı veya hücresel allogreftlerin uzun süreli sağkalımına önemli ölçüde katkıda bulunduğundan, bu tür bir tutarsızlığın nedeninin, akciğer allogreft reddine ve/veya toleransına yol açan yolları tam olarak anlamak için klinik olarak ilgili biyolojik modellerin eksikliğinden şüphelenmektedir2.
Fare ortotopik akciğer nakli modelinin geliştirilmesinden önce, araştırmacılar çalışmaları için daha büyük hayvan modellerine güveniyorlardı. Bununla birlikte, bu daha büyük modellerin, mekanik soruları keşfetmek için gerekli olan transgenik mutantların eksikliği de dahil olmak üzere sınırlamaları vardı3. Ek olarak, sıçan çalışmaları benzer sınırlamalarla karşı karşıya kaldı4 ve farelerde vaskülarize olmayan heterotopik trakeal nakil modelleri de faydalarıylasınırlıydı 5. Araştırmalar, çeşitli organ sistemlerinde vaskülarize olmayan modeller yerine vaskülarize nakil modellerinin kullanılmasının önemini göstermiştir. Örneğin, alıcı farelerin kulak kepçesine yerleştirilen yenidoğan kalp dokusunun vaskülarize olmayan greftleri, vasküler endotel ve alıcı kan dolaşımı ile doğrudan etkileşimden yoksundur. Bu nedenle, vaskülarize insan kardiyak greftlerine kıyasla alaka düzeyleri sınırlıdır6. Benzer şekilde, vaskülarizasyon ve havalandırmadan yoksun olan heterotopik trakeal nakil modeli, özellikle nakil sonrası küçük hava yollarında gözlenen hava yolu değişikliklerinde, insan akciğer nakillerinden önemli ölçüde farklıdır. Ayrıca, heterotopik trakeal allogreftlerde fibrotik oklüzyonun hızlı başlangıcı, insan akciğerlerindeki veya daha büyük hayvanlarda veya sıçanlarda vaskülarize akciğer greftlerindeki gözlemleri yansıtmaz7.
Araştırma laboratuvarımızda, ortotopik fare akciğer nakli modelinin oluşturulması, sıçanlardakurulan ortotopik tek akciğer nakli modelinden esinlenmiştir 8,9. İnsanlardan farklı olarak, fareler ve sıçanlar sol akciğerlerinde yalnızca bir loba sahiptir ve bu da toplam akciğer kütlesinin sadece yüzde yirmi beşini oluşturur. Bu özellik, murin modellerinde dolaşım desteği gerektirmeden sol akciğer naklinin başarılı bir şekilde yürütülmesini sağlar10,11. Zaman içinde modelde teknik değişiklikler yaptık ve bu kapsamda prosedürün gerçekleştirilme kolaylığını artıran temel adımlar açıklandı.
Transplant immünobiyolojisi araştırmalarındaki etkilerinin ötesinde, ortotopik fare akciğer nakli modeli, pulmoner hematopoietik olmayan stromal hücrelerin çeşitli hastalık süreçlerindeki rolünü araştırmak için sağlam bir araç sunar. Bunun nedeni, mutant sinjeneik tek akciğer naklinin, hematopoietik hücrelerin alıcıdan türetilmiş olanlarla neredeyse tamamen değiştirilmesine yol açması, hematopoietik olmayan stromal hücrelerin ise donörden kaynaklanmaya devam etmesidir. Sonuç olarak, konak ışınlaması veya bir transgen12'nin akciğere özgü ekspresyonu olmadan bir "kimerik organ" oluşturulabilir. Ayrıca, karşı taraftaki doğal akciğer, konakçının bağışıklık sisteminde yaygın değişikliklere neden olmadan aynı hayvan içinde bir iç kontrol işlevi görebilir. Bu model, akciğer nakli ve pulmoner stromal hücreleri içeren diğer hastalık yollarında araştırmaları ilerletmek için büyük umut vaat etmektedir.
Hayvanlarla ilgili tüm prosedürler, Baltimore'daki Maryland Üniversitesi'ndeki Kurumsal Hayvan Bakımı ve Kullanımı Komitesi'ne uygun olarak yürütüldü ve ondan onay aldı. Donör olarak erkek, 8-12 haftalık (20-25 g), BALB/c farelerin ve alıcı olarak C57BL/6 farelerin kullanılması önerilir. Hayvanlar ticari bir kaynaktan elde edilmiştir (bkz.
1. Bronşiyal ve vasküler manşetlerin hazırlanması
Süre: 10 dk (üç manşet için)
2. Donör prosedürü
Süre: 10-15 dk
3. Alıcı prosedürü
Süre: 50-60 dk
4. Hayvanların geri kazanılması
Süre: 12 saat
Son 10 yılda bu modelle ilgili deneyime dayanarak, temel mikrocerrahi becerilere sahip bireyler tipik olarak yaklaşık 50 hayvandan oluşan bir öğrenme eğrisine ihtiyaç duyarlar. Yeterlilik elde edildikten sonra, donör prosedürleri tipik olarak 15-30 dakika sürerken, alıcı prosedürleri yaklaşık 60 dakika sürer. İlk öğrenme eğrisinden sonra, perioperatif mortalite çok düşük olma eğilimindedir.
Şekil 4A,B'de, Balb / cJ donörü sol akciğerlerinin C57 / B6J alıcılarına aşılanmasından yedi gün sonra akciğer morfolojisi, ko-stimülatör blokaj ile tedavi edilen farelerin korunmuş, normal morfoloji sergilediğini göstermektedir. Buna karşılık, bağışıklığı baskılanmamış fareler reddedilme belirtileri gösterdi.
Şekil 4C, D'de, ko-stimülatör blokaj ile tedavi edilen farelerin H ve E boyaması, immün toleransı düşündüren minimal immünoreaktivite ortaya çıkardı. Buna karşılık, bağışıklığı baskılanmamış fareler, reddetme yanıtının göstergesi olan belirgin lenfositik infiltrasyon sergiledi.

Şekil 1: Manşet oluşturma. Bıçak # 11, (A) kullanılarak vasküler ve bronşiyal manşetler, yerleştirmeyi kolaylaştırmak için bir uzatma manşet sapı ile yapılır. (B) Bronş/pulmoner ven/pulmoner arter için (soldan sağa) 18 G/20 G/24 G kateterler kullanıldı. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.

Şekil 2: Donör operasyonu. Donör prosedürü, penis damarı (A) yoluyla heparin enjeksiyonu, entübasyon (B), diyaframın diseksiyonu (C) ve orta hat sternotomi (D) ile devam eder. Eksize edilen akciğer bloğu (E), guaze pedleri kapalı (F) ile nemli tutuldu. Hilus, donör plumoner arter (G), pulmoner ven (H) ile başlayarak diseke edilir. Damar, manşetin lümeninden tutuldu ve daha sonra manşetin üzerine katlanarak endotelyal/epitelyal yüzeyi açığa çıkardı (I). Daha sonra manşetin etrafına (2 düğüm) (J) 10-0 naylon sütür ile sabitlendi. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.

Şekil 3: Alıcı işlemi. Alıcı prosedür endotrakeal entübasyon, sağ lateral dekübit pozisyonu (A) ve sol torakotomi (B) ile devam eder. Alıcı sol akciğer, hilus, ön görünüm (C) eklerinden serbest bırakılır ve alıcı pulmoner arter (D), pulmoner ven (E) ve bronş diseke edilir. Alıcı hilusun proksimal kontrolü bir anevrizma klipsi (F) ile sağlanır. Manşetli donör pulmoner arter, V şeklinde bir 1/3 arteriyotomi (G) yoluyla alıcı pulmoner artere yerleştirilir ve manşeti sabit tutmak için manşet kolu ikinci bir anevrizma klipsi ile kontrol edilir, ardından 10-0 naylon bağ (2 düğüm) (H) ile sabitlenir. 2. klips çıkarıldı ve pulmoner ven (I) ve bronş (J) için aynı prosedür izlendi. Akciğerin reperfüze (K) girmesi için 1. klips çıkarıldı. akciğer şişirilir ve daha sonra göğsün içine geri yerleştirilir (L). Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.

Şekil 4: Nakledilen akciğerin morfolojisi ve histolojisi. Balb / cJ donörü sol akciğerlerinin C57 / B6J alıcılarına aşılanmasından yedi gün sonra, ko-stimülatör blokaj ile tedavi edilen fareler korunmuş, normal bir morfoloji (A) sergiledi. Buna karşılık, immünosupresyon ile tedavi edilmeyen fareler reddetme belirtileri gösterdi (B). Ko-stimülatör blokaj ile tedavi edilen farelerin H ve E boyaması, immün toleransı (C) düşündüren minimal immünoreaktivite ortaya çıkardı. İmmünosupresyon ile tedavi edilmeyen fareler, rejeksiyon yanıtının (D) göstergesi olan belirgin lenfositik infiltrasyon sergiledi. Ölçek çubukları: 100 μm. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.
Murin sol akciğer nakli için manşet tekniği, transplantasyon araştırmalarında önemli bir ilerlemeyi temsil etmektedir10,11. Kritik adımlar arasında hassas ve titiz hiler yapı diseksiyonu ve güvenli anastomoz yer alır. Deneysel ihtiyaçlara uyacak şekilde değişiklikler yapılabilir, ancak bir öğrenme eğrisi söz konusudur. Grubumuz, alıcı farenin pozisyonunu posteriordan anteriora doğru değiştirerek, alıcı fareyi bükerek daha iyi bir hilum görünümü elde etti, bu da öğrenme eğrisini kısalttı.
Sınırlamalar, belirtilen ağırlık aralığının dışındaki farelerle ilgili zorlukları ve mikrocerrahide daha önce deneyime sahip yetenekli cerrahlara olan ihtiyacı içerir. Greft atelektazi riskini azaltmak için, aşılamadan sonra pozitif ekspirasyon sonu basıncı (PEEP) uygulanması ve analjeziklerin uygun şekilde uygulanmasının sağlanması şiddetle tavsiye edilir. Venöz yırtıkların önlenmesi için daha küçük bir manşet boyutunun (22 G) kullanılması önerilir. Ek olarak, arteriyel torsiyonu önlemek için, hazırlıktan sonra greft hareketini en aza indirmek ve anastomoz prosedürü sırasında donörün akciğerinin yönünü ayarlarken azami özen göstermek önerilir.
Sınırlamalara rağmen, yöntemin vaskülarize yaklaşımı, vaskülarize olmayan modelleri aşar ve daha iyi fizyolojik alaka düzeyi sağlar. Aynı zamanda heterotopik trakeal modellerin7 eksikliklerinin üstesinden gelir, bu da onu transplant immünobiyolojisi ve hastalık süreçlerinin incelenmesi için ideal bir model haline getirir. Modelin dönüştürücü özelliği, donör hematopoietik hücrelerin konakçı hücreler tarafından kademeli olarak değiştirilmesine izin vererek, hastalık ve malignitearaştırmalarını kolaylaştırır 12. Ek olarak, akciğer patofizyolojisini ve hedefe yönelik tedavileri anlamak için gerekli olan pulmoner stromal hücre katkıları hakkında bilgi sunar.
Genel olarak, manşet tekniği, çeşitli alanlarda potansiyel uygulamalarla transplantasyon biyolojisi, akciğer hastalıkları ve immünoloji alanındaki araştırmaları ilerletmek için umut vaat etmektedir. Araştırmacılar, öğrenme eğrisine ve belirli araştırma ihtiyaçlarına uyarlanabilirliğine dikkat etmelidir. Daha iyi bir cerrahi görünüm için torakotomi sonrası hayvanın yeniden konumlandırılması gibi pratik değişiklikler yaparak prosedürün verimliliğini ve başarısını artırmayı amaçlıyoruz. Çekirdek teknik aynı kalırken, bu geliştirmeler, özellikle deneysel ortamlarda zamanında akciğer anastomozu için süreci önemli ölçüde kolaylaştırabilir. Bu makale, sahada daha iyi teknik performans için değerli ipuçları sunmaktadır.
Yazarların bu yazının konusuyla ilgili olarak açıklayacak hiçbir şeyleri yoktur.
ASK, AEG ve DK, P01 AI116501 tarafından desteklenir. ASK ve EJ, R01AI145108-01, R01HL166402 tarafından daha fazla desteklenmektedir. ASK, I01 BX002299-05 tarafından desteklenir. AEG ve DK, RO1HL09601 tarafından daha da desteklenmektedir. CL, R01 HL128492 tarafından desteklenir. Bu çalışma kısmen Chuck ve Mary Meyers ve Richard ve Eibhlin Henggeler tarafından desteklenmektedir.
| Ad | Şirket | Katalog numarası | Yorumlar |
|---|---|---|---|
| 10-0 Naylon sütür | Cerrahi Uzmanlık Şirketi, Reading PA | AK-0106 | |
| 2 Dumont # 5 forseps | Güzel Bilim Araçları A.Ş., Foster City, CA | 11251-20 | |
| 2 Halsted-Sivrisinek kelepçesi kavisli uç | Güzel Bilim Araçları A.Ş., Foster City, CA | 91309-12 | |
| 6-0 örgülü ipek sütür | Henry Schein Inc., Melville, NY, | 100-5597 | |
| 6-0 Polidioksanon PDS II sütür ve | Ethicon Inc., Somerville, NJ. | Z117H | |
| % 70 Etanol | Pharmco Products Inc., Brookfield, CT | 111000140 | |
| Adson forseps | Güzel Bilim Araçları A.Ş., Foster City, CA | 91127-12 | |
| Balb/c fareler | Jackson Laboratories, Bar Harbor, Maine, ABD | 000651 | 8– 12 hafta; Erkek |
| Bipolar pıhtılaştırıcı | Valleylab Inc., Boulder, CO | SurgII-20, E6008/E6008B | |
| C57BL/6 fareler | Jackson Laboratuvarları, Bar Harbor, Maine, ABD | 000664 | 8– 12 hafta; Erkek |
| Berrak klorheksidin | Hibiclens, Mö lnlycke Health Care US, LLC, Norcross, GA | 57591 | |
| Elektrokoter | Bovie | ||
| İnce vannas tarzı yaylı makas | Güzel Bilim Araçları A.Ş., Foster City, CA | 15000-03 | |
| Halsey iğne tutucu | Güzel Bilim Araçları A.Ş., Foster City, CA | 91201-13 | |
| Harvard Aparatı Fare Vantilatörü VentElite | Harvard Cihazı, Holliston, MA | 55-7040 | ayar 3L O2/dakika, solunum hızı 130 bpm, 0.4 cc tidal hacim |
| Heparin solüsyonu | Abraxis Pharmaceutical Products, Schaumburg, IL | 504031 | 100 U/mL |
| Enjeksiyon sınıfı normal salin | Hospira Inc., Lake Forest, IL | NDC 0409-4888-20 | |
| Ketamin | VetOne, Boise, ID | 501072 | 50 mg / kg |
| Konig Mixter Mikro Pediatrik Forseps Dik Açılı Çeneler | Medline, Northfield, IL, | MDS1247714 | Ekstra İnce, Toplam Uzunluk 5 1/2" (14cm) |
| Medline Yüksek Sıcaklık Koter, W / İnce Uçlu | Leica Microsystems, Inc., Allendale, NJ | 10 450 290 | |
| Mikroskop Leica M80 F12 Zemin Standı | Güzel Bilim Araçları A.Ş., Foster City, CA | 15396-00 | |
| Moria ekstra ince yaylı makas | Parkland Scientific, Coral Springs, FL | V3000i | |
| Ohio İzofluran Buharlaştırıcı | Vitrolife Inc., Englewood, CO, | 19001 | |
| Perfadex düşük potasyumlu dekstran glikoz çözeltisi | Becton Dickinson Labware, Franklin Lakes, NJ | 353025 | Elektrolit koruma çözeltisi |
| polistiren petritler | Fine Science Tools Inc., Foster City, CA | 00632-11 ve 00649-11 | 150 & kez 25 mm ve 60 & kez; 25 mm & nbsp; |
| S & T SuperGrip Forseps düz ve açılı uç | Fine Science Tools Inc., Foster City, CA | 18200-20 | |
| Küçük hayvan geri çekme sistemi | Puritan Medical Company LLC, Guilford, Maine | 823-WC | konik mini pamuk uçlu 3 inç aplikatörler |
| steril Q-ipuçları | Terumo Medical Corporation, Elkton, MD | & nbsp; | |
| Surflo etfe IV Kateter, Sarı, 24 G x 0.75 " | Terumo Medical Corporation, Elkton, MD | SROX1851Z | |
| Surflo etfe IV Kateter; Yeşil, 18 G x 2 " | Terumo Medical Corporation, Elkton, MD | SROX2032Z | |
| Surflo etfe IV Kateter; Pembe, 20 G x 1.25" | Thermocare, Inc., Eğimli Köy, NV | ||
| ThermoCare Küçük Hayvan Yoğun Bakım Sistemi, | A'dan Z'ye Veteriner Malzemeleri, Dresden, TN | 008679 | 10 mg/kg |
| Ksilazin | Aesculap, Inc., Merkez Vadisi, PA, | FT480T | |
| Yaşargil Klips Uygulayıcı | Aesculap, Inc., Center Valley, PA, | FT264T | |
| Yaşargil Geçici Anevrizma Klipsleri | Medline, Northfield, IL, |
Bu JoVE makalesinin metnini veya şekillerini yeniden kullanmak için izin iste
İzin iste