Técnicas quirúrgicas para la colocación del catéter y nefrectomía 5/6 en modelos murinos de Diálisis Peritoneal

Función renal y enfermedad Renal

Los riñones son órganos esenciales implicados en homeostasis, la filtración de sangre y la producción de la hormona. Hay varias condiciones que conducen a insuficiencia renal y a la posterior aparición de uremia, que ha sido definida como el conjunto de síntomas sistémicos debido a la acumulación de productos de desecho en la sangre retenida debido a trastornos de función renal¹. Por otra parte, puesto que la capacidad homeostática de los mismos también se ve afectado cuando hay una falla renal, hipertensión por sobrecarga de volumen puede ocurrir, que también es peligroso ya que puede conducir a insuficiencia cardíaca¹. Cuando la capacidad funcional de los riñones es menos de 10-15%, el paciente debe someterse a una de las siguientes opciones terapéuticas: hemodiálisis, diálisis peritoneal (DP) o trasplante renal.

PD es una opción interesante que permite a los pacientes a seguir el tratamiento desde la comodidad de su hogar o prácticamente en cualquier lugar, evitando así la necesidad de hospital frecuentes visitas y estancias. La técnica de PD elimina pequeñas moléculas tóxicas y exceso de agua generado por el cuerpo² a través de la instilación de un líquido osmótico (líquido de diálisis peritoneal, PDF) en la cavidad peritoneal. Esta instilación genera el gradiente osmótico necesario para el intercambio de solutos y agua entre los capilares peritoneales y PDF, un proceso conocido como ultrafiltración (UF).

Lesiones peritoneales inducida por Diálisis Peritoneal

La cavidad peritoneal está cubierta por una membrana (PM) compuesto por una monocapa de células mesoteliales sobre una matriz, que también alberga algunos de los vasos sanguíneos, fibroblastos, macrófagos y otras poblaciones de la célula. Por desgracia, la membrana peritoneal siempre sufre algunas alteraciones durante el tratamiento de la PD, como apoptosis y pérdida de células mesoteliales, transición mesenquimal de mesothelial (MMT) y células endoteliales (final-MT), reclutamiento de células inflamatorias y fibrocitos, alteraciones vasculares, angiogénesis, linfangiogénesis o fibrosis^{3,4,5,6,7,8,9}. Estas alteraciones son responsables para el desarrollo de una UF capacidad falta¹⁰, que impide la continuación de la terapia, que requieren que el paciente debe recibir un tratamiento alternativo para sobrevivir (hemodiálisis o trasplante renal) . Por lo tanto, para estos pacientes, es fundamental para retrasar o controlar el desarrollo de estas alteraciones peritoneales.

Se ha especulado que uremia solo puede causar inflamación¹¹, pero el factor local más importante es bioincompatibility PDF. PDF la mayoría utiliza glucosa como agente osmótico, que causa inflamación. Debido a tiempos de almacenamiento PDF y esterilización, la glucosa sufre un proceso de degradación, y aparecen nuevos productos de esta reacción, genera más inflamación, MMT y apoptosis^12,13. Por otra parte, también hay la posibilidad de daños mecánicos por el método de la instilación. Todos estos factores, actuando continuamente, pueden generar un estado inflamatorio persistente y recurrente, conduce a la inflamación crónica, que conduce al deterioro de la membrana y, concluyentemente, el fracaso de la UF. Cómo podría reducir o evitar este daño es todavía una materia de estudio.

Analizar el desarrollo de lesiones: de muestras humanas en modelos animales

Trabajar con biopsias humanas es un factor limitante debido a la dificultad de obtener muestras de tejido. Estas muestras pueden obtenerse sólo de cirugías realizadas debido a mal funcionamiento del catéter o el trasplante, generalmente después de años de tratamiento de la PD. Este enfoque es útil para el análisis de los cambios patológicos sufridos por una membrana peritoneal expuesta a PDF, pero no es suficiente para el desarrollo del proceso. Otra posibilidad es analizar las células del efluente de diálisis drenadas, pero esto todavía no proporciona un escenario completo. Combinar ambas técnicas sólo es posible con modelos animales. La estructura peritoneal es similar entre los mamíferos, y por lo tanto hay modelos con diferentes especies de animales. Hay pocos estudios basados en ovejas (Rodela et al. ¹⁴ y Barrell et al. ¹⁵) y conejo^16,17 modelos; sin embargo, animales más pequeños son preferibles ya que son más fáciles de casa y mantengan y también son más económicos. El uso de ratas^{18,19,20,21,22,23,24} ofrece un menor tiempo de tratamiento necesario para observar alteraciones morfo-funcionales. Ha representado un modelo muy útil para explorar diferentes cuestiones como el efecto de fármacos anti-fibróticos como por ejemplo BMP-7 (hueso morfogénico proteína-7)²⁵ y RAS (sistema renina-angiotensina) dirigido a^{26,27 , 28}.

Sin embargo, el modelo murino ha emergido como un modelo ideal con muchas ventajas sobre los demás. La ventaja más interesante es la posibilidad de utilizar genéticamente modificados ratones para estudiar las bases moleculares y celulares del daño peritoneal. De hecho, ratones a menudo se emplean para el análisis de numerosas enfermedades, ya que hay muchas variedades con diferentes fondos genéticos bien conocidos. Otras ventajas son el reducido espacio necesario para vivienda, reducido costo de experimentos (debido al tamaño más pequeño de los animales), facilidad de manejo, la disponibilidad de reactivos y la creciente cantidad de información disponible sobre las diferentes cepas de ratones desde entonces han sido los animales más utilizados en la investigación.

Un modelo de ratones empleando un dispositivo implantado ha sido el modelo más recientemente establecido para PD^29,30y se ha demostrado para imitar peritoneal deterioro sufrido por los pacientes debido a la exposición a PDF. Este modelo ha colaborado para entender que los procesos patológicos implicados^31,32,33. Por otra parte, se ha utilizado para validar varios tratamientos posibles para paliar este deterioro utilizando moduladores inmunes y drogas antiinflamatorias y otros anti-fibrótico y agentes anti-angiogénicos, tales como inhibidores de COX-2 (ciclooxigenasa-2) ³⁴, agonistas de PPAR-γ (peroxisome proliferator-activado del receptor-γ)³⁵, tamoxifeno³⁶, Paricalcitol (un vitamina D receptor activador que modula la reacción inmune)³⁷,³⁸ de la rapamicina y Nebivolol ³⁹.

Desarrollando el modelo de ratón con un catéter implantado

El objetivo de este modelo es se asemejan, en la medida de lo posible, la técnica utilizada en pacientes humanos con PD, permitiendo realizar tratamientos prolongados de EP en pequeños animales. Hasta ahora, tres técnicas de instilación de líquido de diálisis en el peritoneo se han probado en ratones. El primero de ellos, pinche ciego del frente de la pared abdominal, es polémico debido a los múltiples riesgos que conllevan, como el daño peritoneal, hemorragia y, como es la punción realizada a ciegas, visceral. La segunda técnica es el supuesto “permanente sistema abierto”, en la que el dispositivo para inyectar el líquido se coloca fuera del cuerpo. Este procedimiento es más similar a la realizada en los seres humanos. Sin embargo, no permite el desarrollo de experimentos a largo plazo, ya que puede aumentar las posibilidades de infección y requiere generalmente el uso de anestesia para PDF, que puede interferir con los resultados. La tercera técnica es el “sistema cerrado”. Con este planteamiento, todo el dispositivo utilizado para la instilación del líquido se encuentra dentro del cuerpo del animal. Líquido se inyecta con una aguja a través de un puerto de acceso, que se coloca por vía subcutánea. Este procedimiento reduce el riesgo de infección peritoneal y sangrado, así como la necesidad de anestesia.

Para estudiar el efecto de la uremia en la EP, un modelo murino reciente también ha sido establecido⁴⁰ basado en el modelo de infusión PDF con catéter. Este modelo trae una novedosa técnica para realizar una nefrectomía en ratones, lo que reduce la función renal. En el presente artículo, se ha desarrollado una modificación del protocolo empleado por Ferrantelli et al. en 2015⁴⁰ . Este nuevo protocolo permite la implantación del catéter durante la nefrectomía, reduce la longitud de la herida infligida durante la cirugía y facilita el acceso a los riñones.