Les lésions d’ischémie-reperfusion rénale sont associées à une morbidité et une mortalité élevées chez les patients hospitalisés. Ici, nous présentons un modèle murin simple et efficace de lésion unilatérale d’ischémie rénale-reperfusion et fournissons un aperçu séquentiel des changements pathologiques représentatifs observés dans le rein.
La lésion d’ischémie-reperfusion (IRI) est la principale cause d’insuffisance rénale aiguë et contribue de manière significative au retard de la fonction du greffon. Les modèles animaux sont les seules ressources disponibles qui imitent les complexités des dommages associés à l’IRI rencontrés in vivo. Cet article décrit un modèle murin efficace d’IRI rénal unilatéral qui fournit des données hautement reproductibles. L’ischémie est induite par l’occlusion du pédicule rénal droit pendant 30 min suivie d’une reperfusion. En plus de l’intervention chirurgicale, un aperçu séquentiel des changements physiologiques et histopathologiques attendus après l’IRI rénale sera fourni en comparant les données de sept temps de reperfusion différents (4 h, 8 h, 16 h, 1 jour, 2 jours, 4 jours et 7 jours). Les données critiques pour la planification des expériences à l’avance, telles que le temps chirurgical moyen, la consommation moyenne d’anesthésiques et les changements de poids corporel au fil du temps, seront partagées. Ce travail aidera les chercheurs à mettre en œuvre un modèle IRI rénal fiable et à sélectionner le temps de reperfusion approprié qui correspond à leurs objectifs d’investigation prévus.
Les reins sont parmi les organes les plus perfusés du corps et sont extrêmement sensibles aux changements dans la perfusion sanguine1. Les lésions d’ischémie-reperfusion rénale (IRI) restent la principale cause d’insuffisance rénale aiguë 2,3 et sont associées à une morbidité élevée et à une mortalité élevée chez les patients hospitalisés4. Avec des options thérapeutiques limitées disponibles,4,5 l’IRI rénal fait actuellement l’objet de plusieurs efforts de recherche en biomédecine 6,7 visant le développement de nouvelles cibles thérapeutiques et la caractérisation de marqueurs précoces et sensibles des lésions rénales 8,9,10 . L’identification d’un modèle animal fiable, rapide et rentable est considérée comme essentielle pour répondre à ces besoins. Cet article présente un modèle murin simple et efficace de l’IRI rénal unilatéral. L’ischémie est induite par serrage du pédicule rénal droit pendant 30 min11,12. Une partie cruciale de ce modèle consiste à choisir le temps de reperfusion le plus approprié qui reproduira les événements pathologiques d’intérêt, tels que la nécrose tubulaire, l’infiltration de cellules inflammatoires polymorphonucléaires ou la fibrose. Par conséquent, les chercheurs reçoivent cet aperçu séquentiel des changements pathologiques représentatifs attendus dans le rein IRI.
Les modèles IRI rénaux de souris sont populaires dans la recherche biomédicale en raison de leurs coûts opérationnels relativement faibles et de la disponibilité de divers modèles transgéniques12. Le modèle unilatéral d’IRI rénal présenté ici imite les changements pathologiques caractéristiques observés dans l’IRI rénale humaine tels que la dilatation tubulaire, la nécrose et la fibrose13. Ces résultats sont basés sur des temps de reperfusion variables.
Les étapes critiques de ce protocole comprennent le maintien d’une température corporelle constante et le placement correct de la pince vasculaire dans le pédicule rénal. La température corporelle influence le métabolisme de l’animal14, modifiant les résultats expérimentaux à la fois aux niveaux physiologique et cellulaire15. Dans ce modèle, la température corporelle a été stabilisée avant la chirurgie à l’aide de sondes rectales et de capteurs de coussinets. En outre, une surveillance continue de la température corporelle pendant toute la procédure chirurgicale est fortement recommandée, en particulier avant de placer la pince vasculaire pour induire une ischémie.
L’exposition du rein et le bon placement de la pince vasculaire sont également essentiels au succès de l’expérience. Les dommages à la capsule rénale par une mauvaise manipulation de la pince pendant l’exposition du rein à travers l’incision chirurgicale entraîneront une hémorragie périrénale et une inflammation. La pince vasculaire doit être placée sur le pédicule rénal obstruant l’artère rénale et la veine rénale sans affecter l’uretère et les artères suprarénales. La dissection minutieuse du tissu adipeux entourant le hile rénal14,16 est essentielle pour cette étape.
Ce modèle est rentable et rapide. La consommation d’anesthésique par souris était de 156,47 ± 37,88 μL (moyenne ± ET, n = 17) d’un cocktail kétamine/xylazine prédilué (1:10 kétamine, 1:50 xylazine, dans une solution saline; concentration en solution mère, 100 mg/mL les deux). La chirurgie peut être effectuée dans une période relativement courte. Le temps total de chirurgie par souris était de 53 ± 5,23 min (moyenne ± SD, n = 17). Avec un personnel qualifié, plusieurs chirurgies peuvent être effectuées en même temps. Dans notre groupe, un chercheur expérimenté a effectué la chirurgie jusqu’à ce que la pince soit libérée du pédicule rénal, tandis qu’un deuxième a pris le relais de la fermeture de la plaie jusqu’à la récupération de la souris. Grâce à cette approche, nous avons pu effectuer un grand nombre de chirurgies en une seule journée. Dans ce modèle, nous avons utilisé l’approche dorsolatérale, qui se traduit par moins de traumatismes et une réduction de la perte de liquide et de chaleur de la cavité abdominale par rapport à l’approche médiane16.
Des protocoles publiés précédemment ont décrit la technique de serrage du pédicule rénal pour induire une lésion rénale aiguë chez la souris 17,18,19. Cependant, dans ces études, une néphrectomie controlatérale a été réalisée en plus de l’IRI unilatéral avec des temps ischémiques allant de 15 à 26 min. Dans ce protocole, nous avons induit une ischémie unilatérale pendant 30 min tout en préservant le rein controlatéral. Cela s’est traduit par un taux de survie de 100%. Cependant, ce modèle ne convient pas pour induire des lésions rénales azotémiques dues en partie à l’effet compensatoire exercé par le rein controlatéral non intervention chirurgicalement. Cependant, garder un rein non affecté chez le même animal offre l’avantage d’utiliser des temps d’ischémie plus longs avec un taux de survie plus élevé. En plus de cela, le rein controlatéral peut être utilisé pour évaluer les effets secondaires possibles des médicaments d’essai ou des traitements appliqués au cours de la procédure expérimentale et pour étudier les effets de la diaphonie rein-rein20,21. Par exemple, ce modèle a été utile pour montrer les altérations induites par les espèces réactives de l’oxygène au niveau cellulaire à la fois dans l’IRI et dans le rein11 controlatéral non intervention chirurgicalement.
Ce modèle a une application potentielle dans les études visant à identifier et à caractériser les marqueurs de lésions rénales unilatérales, les effets de diaphonie rénale, les changements hémodynamiques induits par l’IRI post-rénale et les effets néphrotoxiques potentiels des candidats médicaments à utiliser dans l’IRI rénale. Cette description détaillée des principaux changements pathologiques sert d’outil précieux pour sélectionner le moment le plus approprié pour étudier des processus cellulaires spécifiques, de l’inflammation et de la nécrose (4 h à 2 jours) à la régénération (4 jours) et à la fibrose (7 jours et plus tard).
The authors have nothing to disclose.
Une partie du travail présenté dans cet article a été fondée par le Centre de recherche intégrative sur les mammifères de l’École de médecine vétérinaire de l’Université Ross (RUSVM), Saint-Kitts-et-Nevis. L’aide financière fournie par le Département des sciences biomédicales vétérinaires du Collège de médecine vétérinaire de l’Université de Long Island est grandement appréciée.
Atipamezole hydrochloride | Penn Veterinary Supply, Inc., PA, USA | PVS8700 | 5 mg/mL |
Buprenorphine | Penn Veterinary Supply, Inc., PA, USA | PRMBURPEN22 | 0.3 mg/mL |
Commercial euthanasia solution | various suppliers | na | e.g., Euthasol Virbac (sodium pentobarbital 390 mg/mL + sodium phenytoin 50 mg/mL) |
Eye ointment Puralube | Dechra Veterinary Products, KS, USA | na | 3.5 g (1/8 oz) |
Heating pad RightTempJr | Kent Scientific, CT, USA | RT-JR-20 | Consider the one with two temperature probes |
Ketamine hydrochloride | Penn Veterinary Supply, Inc., PA, USA | VED1220 | 100 mg/ml |
S&T Vascular clamp | Fine Science Tools, Inc., Germany | 00398-02 | Jaw dimensions: 5.5 x 1.5 mm; length: 11 mm |
Sterile Disposable Towel Drapes | Kent Scientific, CT, USA | SURGI-5023-3 | Disposable, individualy packed |
Surgical instruments (Graefe forceps, Halsted-Mosquito hemostat, scissors, etc) | Fine Science Tools, Inc., Germany | Various | Consider the extra fine straight scissor and the angled Graefe forceps |
Vicryl suture | Ethicon US, LLC | J493G | Size 5-0 |
Xylazine hydrochloride | Penn Veterinary Supply, Inc., PA, USA | VAM4821 | 100 mg/mL |