Summary

Optimisation de la technique de manchette pour la transplantation cardiaque murine

Published: June 26, 2020
doi:

Summary

Nous introduisons une approche de tube interne à la technique de manchette pour la transplantation de coeur hétérotopique cervical de souris pour aider evert le vaisseau au-dessus de la manchette. Nous avons constaté que la coopération entre deux chirurgiens expérimentés raccourcit nettement le temps d’opération.

Abstract

La transplantation cardiaque de Murine a été exécutée pendant plus de 40 ans. Avec les progrès de la microchirurgie, certaines nouvelles techniques ont été utilisées pour améliorer l’efficacité chirurgicale. Dans notre laboratoire, nous avons optimisé la technique de manchette avec deux étapes importantes. Tout d’abord, nous avons utilisé la technique du tube interne pour insérer un tube intérieur temporaire dans la veine jugulaire externe et le vaisseau sanguin de l’artère carotide pour faciliter l’ensonation du vaisseau au-dessus du brassard. Deuxièmement, nous avons exécuté la transplantation cardiaque hétérotopique complète par la collaboration de deux chirurgiens expérimentés. Ces modifications ont effectivement réduit le temps d’exploitation à 25 minutes, avec un taux de réussite de 95%. Dans ce rapport, nous décrivons ces procédures en détail et fournissons une vidéo supplémentaire. Nous croyons que ce rapport sur la technique améliorée de manchette offrira des conseils pratiques pour la transplantation de coeur hétérotopique de murine et améliorera l’utilité de ce modèle de souris pour la recherche fondamentale.

Introduction

L’établissement de la transplantation cardiaque hétérotopique de souris par anastomose de bout en bout dans l’abdomen en 1973 a été une étape importante dans la recherche fondamentale d’immunologie de greffe1. Ce modèle a fourni un outil important et valide pour analyser les mécanismes de la blessure de reperfusion d’ischémie2, rejet immunologique, et tolérance3,4. Cependant, la nature complexe et longue de la chirurgie ainsi que le potentiel d’infections peuvent entraîner des adhérences abdominales périopératoires graves et des réactions inflammatoires, résultant en une faible efficacité pour le modèle de transplantation cardiaque hétérotopique.

La technique de transplantation cardiaque hétérotopique cervicale a été décrite pour la première fois par Chen en 19915. Dans ce modèle, la veine jugulaire externe du destinataire est anestomosed à l’artère pulmonaire de la greffe et l’artère carotide est anestomosed à l’aorte ascendante. Les principaux avantages de cette méthode sont la commodité de la surveillance et la réduction des traumatismes pour le destinataire. Dans la même année, Matsuura décrit une technique améliorée, dans laquelle la fin de la veine jugulaire externe et l’artère carotide ont été jamaissées sur un brassard de téflon et fixé avec une ligature de soie circonférentielle6. Certains chercheurs ont également fixé le brassard à l’artère pulmonaire droite dans le cœur du donneur avant d’insérer le brassard dans la veine jugulaire externe du receveur7. Jusqu’à présent, la technique de manchette a été largement appliquée dans divers modèles vasculaires de greffe de pédicle, y compris ceux pour le poumon8, foie9, et la transplantation rénale10.

À ce jour, il y a plusieurs difficultés associées à la technique de manchette. Par exemple, l’artère carotide est difficile à evert sur le brassard en raison de l’élasticité supplémentaire, ce qui entraîne le tissu se retourner vers l’arrière. Par conséquent, une pratique supplémentaire et un dilatateur microchirurgical peuvent être nécessaires pour compléter cette étape. En outre, la préparation du col de l’utérus peut prendre jusqu’à 25 minutes.

Pour résoudre ces problèmes, nous introduisons la technique du tube intérieur, qui est basée sur la technique de manchette et comprend la fixation de la manchette sur la veine jugulaire externe et l’artère carotide à l’aide d’un tube intérieur pour aider à la eversion de la paroi du navire. En outre, avec une formation simple, la préparation des bénéficiaires est réduite à 15,5 minutes. Cette technique réduit la complexité de l’opération et ne nécessite pas de pratique supplémentaire ou l’utilisation d’un dilatateur vasculaire. Il peut être appliqué dans toutes les recherches immunitaires de transplantation, en particulier pour vérifier la tolérance immunitaire de tiers au cours de laquelle le receveur reçoit deux allogreffes cardiaques, l’un dans l’abdomen et l’autre dans le cou11. Nous recommandons également la coopération entre deux chirurgiens qualifiés pour établir ce modèle, avec un chirurgien préparant l’animal receveur et l’autre récoltant et implantant le coeur de donneur. Une telle collaboration peut réduire le temps d’opération à 25 minutes. En utilisant cette procédure optimisée, nous avons établi syngeneic, allogénique12,13,14,15,16,17,18,19, et xénogénéique modèles de transplantation cardiaque de souris20.

La raison d’être du développement de la technique du tube intérieur était de réduire le temps d’opération pour l’établissement d’un modèle de transplantation cardiaque de souris avec un taux de réussite élevé. L’optimisation du modèle de transplantation cardiaque cervicale facilite l’acquisition de taux de réussite élevés dans une courte période de temps de chirurgie par rapport à la technique traditionnelle de suture et de manchette21. En outre, le modèle de coopération peut réduire davantage le temps ischémique chaud du cœur du donneur par rapport aux chirurgies effectuées avec un seul opérateur.

Protocol

Les animaux (BALB/c, C57BL/6, mâle, 8-12 semaines) sont logés dans une installation spécifique sans pathogènes au Laboratoire animal de l’Université de Xiamen. C57BL/6 est utilisé comme receveur et BALB/c est utilisé comme donneur. Toutes les procédures sont effectuées conformément aux lignes directrices du Comité institutionnel de soins et d’utilisation des animaux (IACUC). REMARQUE : Un ensemble d’instruments microchirurgicaux, y compris un micro ciseaux, des micro forceps d…

Representative Results

Temps d’opération chirurgicale Après la formation, un chirurgien qualifié peut effectuer avec succès l’opération dans les 35 minutes en utilisant la technique du tube interne, dans le cadre de laquelle environ 15,5 minutes sont nécessaires pour la préparation du receveur, 10,9 minutes sont nécessaires pour la préparation du donneur, et 4,4 minutes sont nécessaires pour les anastomoses cardiaques du donneur. Le temps d’ischémie froid et chaud (de la préparatio…

Discussion

Les modèles de transplantation cardiaque de souris sont des outils importants pour la recherche en immunologie des greffes, car des outils et des matériaux pour évaluer les mécanismes immunitaires de ce modèle et un grand nombre de souris modifiées par les gènes sont disponibles. Cependant, les défis techniques microchirurgicaux, tels que la suture et l’eversion des navires, ont limité son utilisation généralisée. Dans la présente étude, nous avons étudié certains défis techniques fondamentaux de la tr…

Divulgaciones

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Ce travail a été soutenu par le Fujian Provincial Health Education Joint Research Project (WKJ2016-2-20), la National Natural Science Foundation of China (81771271 et 81800664), le National Key R&D Program of China (2018YFA0108304) et le Projet d’éducation et de recherche scientifique pour les jeunes et les enseignants d’âge moyen dans la province du Fujian (JAT170714), la Fondation des sciences naturelles de la province du Hunan en Chine (2019JJ50842) et les jeunes talents de Huxiang de la province du Hunan (2019RS2013).

Materials

Artery cuff Self-made Polyamide tube. diameter: 0.55 mm,length: 1.0 mm
Artery inner tube Self-made Polyamide tube. Diameter: 0.28mm
Micro curved forceps Shanghai Medical Instruments (Group) Ltd., Corp. Surgical Instruments Factory WA3050 1/8 arc, 0.3-mm tip without a hook
Micro needle holders Shanghai Medical Instruments (Group) Ltd., Corp. Surgical Instruments Factory WA2050 0.2-mm tip
Micro scissors Shanghai Medical Instruments (Group) Ltd., Corp. Surgical Instruments Factory WA1050 Straight, blade length: 10 mm
Micro straight forceps Shanghai Medical Instruments (Group) Ltd., Corp. Surgical Instruments Factory WA3060 0.15-mm tip without a hook
Scanlan Vascu-Statt Bulldog Clamps Scanlan International Inc 1001-531 Clamping pressure 20–25 grams
Vein cuff Self-made Polyamide tube. diameter: 0.9 mm,length: 1.2 mm
Vein inner tube Self-made Polyamide tube. Diameter: 0.6 mm

Referencias

  1. Corry, R. J., Winn, H. J., Russell, P. S. Heart transplantation in congenic strains of mice. Transplantation Proceedings. 5 (1), 733-735 (1973).
  2. Que, W., et al. Prolonged cold ischemia time in mouse heart transplantation using supercooling preservation. Transplantation. , (2019).
  3. Wang, C. Y., et al. Suppression of murine cardiac allograft arteriopathy by long-term blockade of CD40-CD154 interactions. Circulation. 105 (13), 1609-1614 (2002).
  4. Hasegawa, T., Visovatti, S. H., Hyman, M. C., Hayasaki, T., Pinsky, D. J. Heterotopic vascularized murine cardiac transplantation to study graft arteriopathy. Nature Protocols. 2 (3), 471-480 (2007).
  5. Chen, Z. H. A technique of cervical heterotopic heart transplantation in mice. Transplantation. 52 (6), 1099-1101 (1991).
  6. Matsuura, A., Abe, T., Yasuura, K. Simplified mouse cervical heart transplantation using a cuff technique. Transplantation. 51 (4), 896-898 (1991).
  7. Wang, Q., Liu, Y., Li, X. K. Simplified technique for heterotopic vascularized cervical heart transplantation in mice. Microsurgery. 25 (1), 76-79 (2005).
  8. Li, W., et al. Surgical technique for lung retransplantation in the mouse. Journal of Thoracic Disease. 5 (3), 321-325 (2013).
  9. Kamada, N., Calne, R. Y. A surgical experience with five hundred thirty liver transplants in the rat. Surgery. 93 (1), 64-69 (1983).
  10. Chen, H., Zhang, Y., Zheng, D., Praseedom, R. K., Dong, J. Orthotopic kidney transplantation in mice: technique using cuff for renal vein anastomosis. PLoS One. 8 (10), 77278 (2013).
  11. Miller, M. L., et al. Spontaneous restoration of transplantation tolerance after acute rejection. Nature Communications. 6, 7566 (2015).
  12. Lin, Y., et al. Overexpression of Jagged-1 combined with blockade of CD40 pathway prolongs allograft survival. Immunology and Cell Biology. 93 (2), 213-217 (2015).
  13. Xie, B., et al. Combined costimulation blockade inhibits accelerated rejection mediated by alloantigen-primed memory T cells in mice. Immunological Investigations. 38 (7), 639-651 (2009).
  14. Shao, W., et al. Combination of monoclonal antibodies with DST inhibits accelerated rejection mediated by memory T cells to induce long-lived heart allograft acceptance in mice. Immunology Letters. 138 (2), 122-128 (2011).
  15. Dai, H., et al. Blockade of CD27/CD70 pathway to reduce the generation of memory T cells and markedly prolong the survival of heart allografts in presensitized mice. Transplant Immunology. 24 (4), 195-202 (2011).
  16. Yan, G., et al. Inhibition of accelerated rejection mediated by alloreactive CD4(+) memory T cells and prolonged allograft survival by arsenic trioxide. Immunological Investigations. 42 (5), 438-454 (2013).
  17. Yan, G., et al. Inhibiting accelerated rejection mediated by alloreactive CD4(+) memory T cells and prolonging allograft survival by 1alpha,25-dihydroxyvitamin D(3) in nude mice. Immunology Letters. 149 (1-2), 54-61 (2013).
  18. Lin, Y., et al. Arsenic trioxide is a novel agent for combination therapy to prolong heart allograft survival in allo-primed T cells transferred mice. Transplant Immunology. 25 (4), 194-201 (2011).
  19. Shao, W., et al. CD44/CD70 blockade and anti-CD154/LFA-1 treatment synergistically suppress accelerated rejection and prolong cardiac allograft survival in mice. Scandinavian Journal of Immunology. 74 (5), 430-437 (2011).
  20. Li, Y., et al. A highly reproducible cervical cuff technique for rat-to-mouse heterotopic heart xenotransplantation. Xenotransplantation. , (2017).
  21. Oberhuber, R., et al. Murine cervical heart transplantation model using a modified cuff technique. Journal of Visualized Experiments. (92), e50753 (2014).
  22. Blanchard, J. M., Pollak, R. Techniques for perfusion and storage of heterotopic heart transplants in mice. Microsurgery. 6 (3), 169-174 (1985).
  23. Felix, N. J., et al. H2-DMalpha(-/-) mice show the importance of major histocompatibility complex-bound peptide in cardiac allograft rejection. Journal of Experimental Medicine. 192 (1), 31-40 (2000).
  24. Tomita, Y., et al. Improved technique of heterotopic cervical heart transplantation in mice. Transplantation. 64 (11), 1598-1601 (1997).
  25. Niimi, M. The technique for heterotopic cardiac transplantation in mice: experience of 3000 operations by one surgeon. Journal of Heart and Lung Transplantation. 20 (10), 1123-1128 (2001).
  26. Wang, K., Zhang, N., Li, H. Improved technique of mouse heterotopic heart graft retransplantation. Microsurgery. 26 (3), 200-202 (2006).
  27. Plenter, R. J., Grazia, T. J. Murine heterotopic heart transplant technique. Journal of Visualized Experiments. (89), (2014).
  28. Ratschiller, T., et al. Heterotopic Cervical Heart Transplantation in Mice. Journal of Visualized Experiments. (102), e52907 (2015).
  29. Zhou, Y., Gu, X., Xiang, J., Qian, S., Chen, Z. A comparative study on suture versus cuff anastomosis in mouse cervical cardiac transplant. Experimental and Clinical Transplantation. 8 (3), 245-249 (2010).
  30. Fukunaga, N., Bissoondath, V., Rao, V. Submandibular Gland-preserving Technique for Heterotopic Cervical Heart Transplantation in Mice. Transplantation. 102 (11), 464-465 (2018).

Play Video

Citar este artículo
Ma, Y., Xie, B., Dai, H., Wang, C., Liu, S., Lan, T., Xu, S., Yan, G., Qi, Z. Optimization of the Cuff Technique for Murine Heart Transplantation. J. Vis. Exp. (160), e61103, doi:10.3791/61103 (2020).

View Video