Tecniche chirurgiche per la disposizione del catetere e 5/6 di nefrectomia nei modelli murini di dialisi peritoneale

Funzione del rene e malattie renali

I reni sono organi essenziali coinvolti nell’omeostasi, filtrazione del sangue e la produzione dell’ormone. Ci sono diverse condizioni che portano ad insufficienza renale e alla successiva comparsa dell’uremia, che è stato definito come il gruppo di sintomi sistemici dovuti all’accumulo di rifiuti prodotti nel sangue conservato a causa di disordini del rene funzione¹. Inoltre, poiché la capacità omeostatica viene influenzata anche quando c’è un’insufficienza renale, ipertensione a causa di sovraccarico di volume può verificarsi, che è anche pericoloso in quanto può portare a insufficienza cardiaca¹. Quando la capacità funzionale dei reni è meno di 10% – 15%, il paziente deve sottoporsi ad una delle seguenti opzioni terapeutiche: emodialisi, dialisi peritoneale (PD) o trapianto renale.

PD è un’opzione interessante che permette ai pazienti di continuare il trattamento dalla comodità della propria casa o praticamente ovunque, evitando così la necessità per l’ospedale frequenti visite e soggiorni. La tecnica di PD Elimina piccole molecole tossiche e l’acqua in eccesso generato dal corpo² attraverso l’instillazione di un liquido osmotico (dialisi peritoneale liquido, PDF) nella cavità peritoneale. Questo instillazione genera il gradiente osmotico necessario per lo scambio di soluti e acqua fra il capillare peritoneale e PDF, un processo noto come ultrafiltrazione (UF).

Peritoneale lesione indotta da dialisi peritoneale

La cavità peritoneale è coperto da una membrana (PM) composta da un monostrato di cellule mesoteliali che riposa su una matrice, che ospita anche alcuni vasi sanguigni, fibroblasti, macrofagi e altre popolazioni cellulari. Purtroppo, la membrana peritoneale soffre sempre alcune alterazioni durante il trattamento di PD, quali apoptosi e perdita di cellule mesoteliali, transizione mesenchimale di mesothelial (MMT) e cellule endoteliali (fine-MT), reclutamento di cellule infiammatorie e fibrociti, alterazioni vascolari, angiogenesi, linfoangiogenesi e/o fibrosi^{3,4,5,6,7,8,9}. Queste alterazioni sono responsabili dello sviluppo di un UF capacità guasto¹⁰, che preclude il proseguimento della terapia, che richiedono che il paziente deve ricevere un trattamento alternativo per sopravvivere (emodialisi o trapianto renale) . Pertanto, per questi pazienti, è essenziale per ritardare o controllare lo sviluppo di queste alterazioni peritoneale.

È stato ipotizzato che uremia da solo può causare infiammazione¹¹, ma il fattore più importante locale è bioincompatibility PDF. Maggior parte dei file PDF utilizzare il glucosio come l’agente osmotico, che provoca l’infiammazione. A causa di tempi di conservazione PDF e sterilizzazione, glucosio subisce un processo di degradazione, e appaiono nuovi prodotti da questa reazione, generando più infiammazione, MMT e apoptosi^12,13. Inoltre, c’è anche la possibilità di danni meccanici a causa del metodo di instillazione. Tutti questi fattori, che agiscono continuamente, possono generare uno stato infiammatorio persistente e ricorrente, che conducono all’infiammazione cronica, che spinge a deterioramento della membrana e, conclusivamente, UF fallimento. Come potrebbe essere ridotto o evitato questo danno è ancora una questione di studio.

Analizzando lo sviluppo delle lesioni: dai campioni umani ai modelli animali

Lavorare con biopsie umane è un fattore limitante per la difficoltà di ottenere campioni di tessuto. Questi esempi possono essere ottenuti soltanto da interventi chirurgici eseguiti a causa di malfunzionamento del catetere o trapianto, di solito dopo anni di trattamento di PD. Questo approccio è utile per l’analisi delle mutazioni patologiche ha sofferto da una membrana peritoneale esposta in PDF, ma non è sufficiente per studiare lo sviluppo del processo. Un’altra possibilità è quella di analizzare cellule drenate da un effluente di dialisi, ma questo ancora non riesce a fornire uno scenario completo. L’Unione di entrambe le tecniche è possibile solo con modelli animali. La struttura peritoneale è simile tra i mammiferi, e quindi ci sono modelli con diverse specie animali. Ci sono pochi studi basati sulle pecore (Rodela et al. ¹⁴ e Barrell et al. ¹⁵) e coniglio^16,17 modelli; Tuttavia, gli animali più piccoli sono preferibili in quanto essi sono più facili da casa e mantenere e sono anche più economici. L’uso di ratti^{18,19,20,21,22,23,24} offre un tempo più breve di trattamento necessario per osservare alterazioni morfo-funzionali. Ha rappresentato un modello molto utile per esplorare diverse questioni quali l’effetto delle droghe anti-fibrotici come ad esempio BMP-7 (osso morfogenetico protein-7)²⁵ e RAS (sistema renina-angiotensina) targeting^{26,27 , 28}.

Tuttavia, il modello murino è emerso come un modello ideale con molti vantaggi rispetto ad altri. Il vantaggio più interessante è la possibilità di utilizzare geneticamente modificati topi per studiare le basi molecolari e cellulari di danno peritoneale. Infatti, i topi sono spesso impiegati per l’analisi di numerose malattie, come ci sono molti diversi ceppi con vari ambiti di provenienza genetici ben noti. Altri vantaggi includono lo spazio ridotto necessario per alloggiamento, ridotto costo di esperimenti (a causa di dimensioni ridotte degli animali), la maneggevolezza, la disponibilità dei reagenti e la crescente quantità di informazioni disponibili su diversi ceppi di topi dal momento che sono stati gli animali più comunemente usati nella ricerca.

Un modello basato su topi che impiegano un dispositivo impiantato è stato il modello più recente affermato per PD^29,30ed è stato indicato per imitare peritoneale deterioramento ha sofferto dai pazienti del Palladio a causa dell’esposizione ai file PDF. Questo modello ha collaborato per comprendere che i processi patologici implicati^31,32,33. Inoltre, è stato utilizzato per convalidare potenziali vari trattamenti per il miglioramento di questo deterioramento utilizzando modulatori immuni e farmaci anti-infiammatori e altri anti-fibrotico e agenti anti-angiogenici, quali gli inibitori di COX-2 (ciclo-ossigenasi-2) ³⁴, di agonisti PPAR-γ (peroxisome proliferator-attivato del ricevitore-γ)³⁵, Tamoxifen³⁶, Paricalcitol (un attivatore di recettore della vitamina D che modula la reazione immunitaria)³⁷, rapamicina³⁸ e Nebivolol ³⁹.

Sviluppo del modello di Mouse con un catetere impiantato

L’obiettivo di questo modello è simile, per quanto possibile, la tecnica utilizzata nei pazienti affetti da PD, permettendo di eseguire trattamenti estesi di PD nei piccoli animali. Finora, sono state testate tre tecniche per instillazione di liquido di dialisi nel peritoneo nei topi. Quello primo, cieco puntura della parte anteriore della parete addominale, è controverso a causa dei rischi più che possono incorrere, quali danni peritoneali, sanguinamento e, come è puntura ciecamente svolte, viscerale. La seconda tecnica è il cosiddetto “open permanente system”, in cui il dispositivo per l’iniezione di fluido è posizionato all’esterno del corpo. Questa procedura è più simile a quello effettuato in esseri umani. Tuttavia, esso non consente lo sviluppo di esperimenti a lungo termine, come si possono aumentare le probabilità di infezione e generalmente richiede l’uso di anestesia per instillare PDF, che possono interferire con i risultati. La terza tecnica è il “sistema chiuso”. Con questo approccio, l’intero dispositivo utilizzato per instillazione fluido si trova all’interno del corpo dell’animale. Liquido viene iniettato con un ago attraverso una porta di accesso, che viene inserito per via sottocutanea. Questa procedura riduce il rischio di infezione peritoneale e sanguinamento, nonché la necessità di anestesia.

Per studiare l’effetto dell’uremia in PD, è stato anche un recente modello murino stituito⁴⁰ sulla base del modello di infusione di PDF con catetere. Questo modello porta a una nuova tecnica per eseguire una nefrectomia nei topi, riducendo così la funzione renale. Nel presente articolo, è stata sviluppata una modifica del protocollo impiegato da Ferrantelli et nel 2015⁴⁰ . Questo nuovo protocollo permette l’impianto di catetere durante la nefrectomia, riduce la lunghezza della ferita inflitta durante la chirurgia e facilita l’accesso ai reni.