A continuación, describimos una técnica laparoscópica mínimamente invasivo para el muestreo de serie del hígado y los ganglios linfáticos mesentéricos (MLN) en macacos que permite una mayor frecuencia de muestreo, y reduce el potencial de complicaciones quirúrgicas en comparación con la realización de una laparotomía.
Los ganglios linfáticos mesentéricos (MLN) y el hígado están expuestos a microbios y productos microbianos del tracto gastrointestinal (GI), haciéndolos inmunológicamente único. El tracto GI y MLN asociado son sitios de replicación viral temprana en la infección por virus de la inmunodeficiencia humana (VIH) y el MLN son probables sitios reservorio importante que albergan células infectadas de forma latente, incluso después de la terapia antirretroviral prolongada (ART). El hígado se ha demostrado que desempeñan un papel importante en la respuesta inmune a los lentivirus y parece jugar un papel importante en la eliminación del virus de la circulación. primates no humanos (NHP) los modelos de VIH y Síndrome de Inmunodeficiencia Adquirida (SIDA) imitan estrechamente estos aspectos de la infección por VIH y el muestreo longitudinal de serie de sitios primarios de la replicación viral y las respuestas inmunes asociadas en este modelo ayudará a elucidar eventos críticos en la infección, patogénesis y el impacto de diversas estrategias de intervención en estos eventos. Currtécnicas ent publicado hasta la muestra de hígado y MLN juntos implican cirugía y / o la necropsia importante, lo que limita la capacidad de investigar estos sitios importantes en una manera en serie en el mismo animal. Hemos descrito previamente una técnica laparoscópica para la recogida del MLN. A continuación, describimos una técnica laparoscópica mínimamente invasivo para el muestreo longitudinal de serie del hígado y MLN a través de las mismas dos ubicaciones de los puertos necesarios para la colección de MLN. El uso de los mismos dos puertos minimiza el impacto a los animales como no se requieren incisiones adicionales. Esta técnica se puede utilizar con aumento de la frecuencia de muestreo en comparación con la cirugía abdominal mayor y reduce el potencial de complicaciones quirúrgicas y asocia las respuestas inflamatorias locales y sistémicas que podrían complicar la interpretación de los resultados. Este procedimiento tiene el potencial de facilitar los estudios con modelos NHP al tiempo que mejora el bienestar animal.
El tracto gastrointestinal (GI) es la mayor superficie de la mucosa del cuerpo y se expone a una gran variedad de antígenos derivados de los alimentos, los agentes patógenos, y comunidades bacterianas endosymbiotic comúnmente referido como el microbioma 1, 2. Los ganglios linfáticos mesentéricos (MLN) recubren el tracto GI y son un sitio principal de la función inmune para promover respuestas inflamatorias o tolerogénicas hacia estos diversos antígenos. La organización física del MLN crea un sistema compartimentado que pueda responder a los antígenos de forma local sin provocar respuestas sistémicas 3. Del mismo modo, la sangre de los desagües del tracto GI hacia el hígado a través de la vena portal antes de volver a la circulación, y por lo tanto está expuesto a los microbios y productos microbianos que han translocados desde el tracto GI en la lámina propia y entrado en el torrente sanguíneo 4. El hígado también funciona como un órgano linfoide secundario unand tiene un gran número de células inmunes, incluyendo macrófagos especializados, para eliminar microbios translocados 5, 6. Por lo tanto, el MLN y el hígado son los órganos inmunes primarias expuestas a comensal y bacterias patógenas en el tracto GI, así como el medio de antígenos procedentes de otras fuentes, haciéndolos única e importante desde una perspectiva inmunológica.
El MLN son sitios críticos para la evaluación de los efectos virológicos e inmunológicos del virus de la inmunodeficiencia humana (VIH) o una infección patógena del virus de inmunodeficiencia en simios (SIV), y es probable que participan en la difusión temprana de SIV después de la exposición intrarrectal. Tejido linfoide asociado al intestino es conocido por ser un sitio importante de persistencia de la replicación del VIH, a pesar de un control efectivo de la viremia por las terapias antirretrovirales modernos (ART) 7. En modelos de infección SIV, MLN han demostrado ser importantes reservorios de virus latentes y puedenser el depósito primario 8, 9. El hígado también es importante en la infección lentiviral como se evidencia por la acumulación de células T CD8 + específicas de SIV en los hígados de los macacos durante la infección aguda SIV 10. Además, es el principal órgano responsable de eliminar el virus de la circulación 11.
Infección por VIH y SIV se asocian con alterada microbiota GI, se rompen la integridad epitelial GI, y el aumento de la translocación de los microbios y productos microbianos de los dos puntos en la periferia y la circulación 12, 13. Estos procesos se asocian con la activación inmune local y sistémica, y el aumento de la morbilidad y mortalidad en individuos infectados por el VIH 14. En la infección por SIV, bacterias translocados se han observado en el MLN 15, mientras que la acumulación de micproductos Robial en el hígado se ha demostrado que resulta en la inflamación y el daño al órgano 16. Por lo tanto, en el contexto de VIH y las infecciones SIV, el MLN y el hígado pueden ser altamente informativo para la comprensión de los procesos inflamatorios conducidos por bacterias GI-residente.
A continuación, presentamos una técnica laparoscópica mínimamente invasivo para el muestreo de serie de la MLN y el hígado en primates no humanos (NHP). Demostramos rendimiento éxito de esta técnica en dos macacos rhesus hembra sanos (RMS), el muestreo de cada animal dos veces, con 160 días entre cada cirugía. Vamos a utilizar estas muestras para evaluar y comparar las poblaciones clave de leucocitos y linfocitos dentro de cada órgano utilizando citometría de flujo, y demostrar datos muy consistentes entre los dos puntos de tiempo.
Aquí, demostramos una técnica mínimamente invasiva para la recogida en serie de MLN y biopsias hepáticas que tenía una tasa de éxito del 100% en estos y otros animales que no se describen en este estudio. Además, el uso de esta técnica en los mismos animales a través del tiempo no se ha asociado con todos los eventos adversos. De hecho, no ha habido complicaciones resultantes del uso de esta técnica en otras cohortes de animales que fueron infectados con el VIS, simio / virus de la inmunodeficiencia humana (Shiv), o virus Zika (datos no publicados). Del mismo modo, esta cirugía ha demostrado su eficacia incluso en los animales que habían sido sometidos previamente a cirugía abdominal mayor, y en animales trombocitopénicos (datos no publicados). Hemos demostrado que estas muestras se pueden recoger a través de los mismos dos puertos invirtiendo la ubicación de la cámara cuando se cambia de MLN a hígado evitando la necesidad de incisiones adicionales. Factores que afectan a la colección de MLN se ha informado anteriormente 13.
<pclass = "jove_content"> Hasta cuatro colecciones de 3 MLN y 3 biopsias de hígado cada uno se han realizado a través del tiempo en animales individuales sin complicaciones, los cambios en las tasas de éxito, o alteraciones de los datos recogidos. Además, esta técnica de recogida / hígado laparoscópica MLN se ha combinado con éxito con otros procedimientos tales como la colección de los LN periféricos, biopsias GI superior e inferior endoscópicos, aspiración de médula ósea, la recogida de líquido cefalorraquídeo, y la punción venosa en el mismo evento anestésico permitiendo amplia evaluación de respuestas virológicas e inmunológicas de una manera en serie (datos no publicados).Todo el procedimiento típicamente tarda 30 – 45 min para completar y se lleva a cabo a través de dos ~ 0,5 incisiones cm. En los animales obesos, puede ser necesario hacer una incisión más grande (~ 1 – 1,5 cm) para recuperar MLN a través de y puede requerir tiempo adicional para completar. Los animales con extensa grasa mesentérica a menudo requieren una importante experiencia a differentiate MLN de la grasa circundante. MLN se encuentran a menudo a lo largo de la vasculatura mesentérica y parece ser más frecuente cerca de los puntos de ramificación de los vasos. Un aspecto crítico de esta técnica es que requiere el MLN selecciona para que tenga suficiente movilidad en el mesenterio a ser exteriorizado través de la incisión abdominal. Como resultado de ello, esta técnica no puede ser utilizado para recoger MLN cerca de la raíz del mesenterio. Debido a la ampliación, es a veces más fácil identificar MLN con la cámara, y captar en las proximidades de la MLN puede ayudar con la localización e identificación del nodo, una vez que se exterioriza.
El uso de la posición de Trendelenburg no siempre se requiere para la recolección de MLN, y si MLN se puede recuperar fácilmente sin el uso de la posición de Trendelenburg puede hacer biopsias hepáticas más fácil ya que evitará que los órganos se muevan cranealmente. A veces, después de la colocación en posición de Trendelenburg, el hígado se desplaza hacia arriba contra el diafragma y el mosto ser suavemente manipulado en su posición antes de la recogida de la biopsia. A medida que la colocación de los puertos para la recogida MLN está a la izquierda, las biopsias hepáticas son típicamente tomados de los lóbulos del hígado medial y lateral izquierda a la izquierda, ya que están más cerca de la cánula.
Recogieron MLN y biopsias de hígado proporcionan amplios rendimientos de células para una variedad de análisis de aguas abajo y mostraron una alta viabilidad de las células recogidas. Aquí, las células se tiñeron para el análisis de citometría de flujo de poblaciones de leucocitos y linfocitos, y fueron aclarados diferencias clave entre estos dos órganos inmunes importantes. Por ejemplo, el MLN se altamente enriquecido para las células T CD4 + en comparación con el hígado, debido a la importancia de la MLN como puntos centrales de recogida y difusión respuestas inmunes adaptativas, así como a la importancia de T CD4 + para la gestión inflamatoria y respuestas tolerogénicas al medio antígenos derivados de la ingesta alimentaria y microorganismos GI-residentes = "xref"> 24. Sin embargo, el hígado fue significativamente enriquecido para CD14 + leucocitos en comparación con el MLN. CD14 se expresa predominantemente en monocitos y macrófagos y es un componente clave del complejo receptor de lipopolisacárido bacteriano (LPS) 25. De hecho, el aumento de las concentraciones plasmáticas de CD14 soluble se asocian con la translocación microbiana y la activación inmune en VIH y SIV infecciones patógenas 26. Por lo tanto, las frecuencias más altas de leucocitos CD14 + en el hígado probablemente el resultado de una mayor carga bacteriana en este órgano cuando se compara con el MLN.
Aquí, demostramos una técnica quirúrgica rápido y mínimamente invasivo para la recogida en serie de MLN y biopsias de hígado utilizando sólo dos pequeñas incisiones para la entrada laparoscópica que no ha conducido a ningún resultados adversos. Estas muestras proporcionan una vía útil para evaluar los procesos inmunológicos, virológicos y microbiológicos clave que tienen place en el MLN y el hígado, que están separados y único de inmunidad sistémica. Del mismo modo, las biopsias hepáticas son críticos para la evaluación a largo plazo de los efectos del VIH / SIV, terapias de fármacos, y los microbios translocados, que a menudo se combinan para inducir daño hepático significativo 16. Además, debido a que el MLN y el hígado son órganos inmunes expuestos a la microbiota gastrointestinal, la capacidad para evaluar la inmunidad en estos órganos a través del tiempo proporciona una excelente plataforma para la comprensión del papel que juega el microbioma en el mantenimiento de la homeostasis inmune anfitrión. Tomados en conjunto, la evaluación del hígado y MLN es de gran importancia en el contexto de la vacuna y eficacias terapéuticas, el aclaramiento reservorio viral SIV, y la inmunidad de la mucosa general. La capacidad de recoger estas muestras a través de un método mínimamente invasivo significa que hay menos riesgo de la inflamación relacionada con el procedimiento de la que existe con técnicas publicados actualmente y un menor impacto sobre la fisiología de los animales. En el future, vamos a evaluar el potencial de combinar la colección de MLN y en el hígado con la colección de bazo a través de las mismas dos ubicaciones de los puertos para permitir la toma de muestras de otra parte importante y distinto del sistema inmune que ha sido demostrado que desempeñan un papel significativo en una serie de modelos de enfermedad.
The authors have nothing to disclose.
Este trabajo fue apoyado por el NIH número de concesión P51OD010425.
Artficial Tears Lubricant Ophthalmic Ointment | Patterson Veterinary | 97-890-8152 | |
Priority Care Chlorhexidine 2% Scrub | Patterson Veterinary | 07-842-6153 | |
Vedco Alcohol, Isopropyl 70% | Patterson Veterinary | 07-869-6434 | |
Vedco Vetadine Scrub | Patterson Veterinary | 07-869-6772 | |
Hospira Lactated Ringer's 250 ml | Patterson Veterinary | 07-800-9325 | |
Adolescent Laparotomy Surgical Drape | Medline | DYNJP3004 | |
Access 40 L Insufflator | Dyonics | 7205832 | |
300XL Xenon Light Source | Dyonics | 7206084 | |
460P 3 – CCD Digital Camera with Head | Dyonics | 72200086 | |
Universal Camera Drape, 7” x 96” | Endoscopy Support Services | ESS-6920 | |
Universal Light Guide, 7.5 Ft | Endoscopy Support Services | US.OU225 | |
Insufflator Tubing | Endoscopy Support Services | TM-102 | |
Multipurpose Rigid Scope, 2.7mm x 187.5mm, 0 degree | Endoscopy Support Services | B30-0007-00 | |
Exam and Protective Sheath for 2.7mm x 187.5mm scope with one fixed stopcock | Endoscopy Support Services | B10-0025-00 | |
Rigid scope, 5mm x 300mm | Endoscopy Support Services | B30-0071-00 | |
Veress Needle, 2mm x 80mm | Endoscopy Support Services | 8302.08 | |
Solid Probe with Markings, 5mm x 320mm | Endoscopy Support Services | 8383.661 | |
Maryland Grasping and Dissecting Forceps with Double Action Ratchet Handle, 3.5mm x 240mm | Endoscopy Support Services | 8390.2054 | |
Biopsy Forceps, 3.5mm X 310mm | R. Wolf | 8391.4063 | |
Plastic Threaded Cannula with Insufflator Port, 3.5mm x 60mm | Endoscopy Support Services | 8903.072 | |
Plastic Threaded Cannula with Insufflator Port, 5.5mm x 60mm | Endoscopy Support Services | 8919.333 | |
Blunt Tip Trocar | Endoscopy Support Services | 8903.101 | |
Pyramidal Tip Trocar | Endoscopy Support Services | 8903.121 | |
CO2 | Airgas | CD USPE | |
RPMI 1640 | Fisher Scientific | SH30027FS | with L-Glutamine |
RNAlater Stabilization Solution | ThermoFisher Scientific | AM7021 | |
Penicillin-Streptomycin | Sigma Aldrich | P4333 | |
Liberase TM Research Grade | Sigma Aldrich | 5401119001 | Commercially available colleganse solution |
Dnase I from bovine pancrease | Sigma Aldrich | D5025 | |
70 µm cell strainers | Morganville Scientific | CSS0200 | |
5mL Syringe | BD | 309646 | |
50mL Conical Centrifuge Tubes | ThermoFisher Scientific | 339652 | |
Fetal Bovine Serum | Fisher Scientific | SH3007003 | |
5mL Round-Bottom polystyrene tubes | Fisher Scientific | 14-959A | |
PBS | Fisher Scientific | SH3025601 | |
LIVE/DEAD Aqua Fixable Dead Cell Stain Kit | ThermoFisher Scientific | L34957 | Amine dead cell stain |
CD45-PerCP (clone D058-1283) | BD Biosciences | 558411 | |
PE-CF594 Mouse anti-Hu CD3 (clone SP34-2) | BD Biosciences | 562406 | |
BV605 Mouse Anti-Hu CD4 (clone OKT4) | Biolegend | 317438 | |
APC-H7 Mouse anti-Hu CD8 (clone SK1) | BD Biosciences | 560179 | |
PE-Cy5 Mouse Anti-Hu CD20 (clone 2H7) | BD Biosciences | 555624 | |
BV786 Mouse Anti-Hu CD14 (clone M5E2) | BD Biosciences | 563698 | |
16% PARAFORMALDEHYDE AQ SOLUTN | Fisher Scientific | 50-980-487 | |
LSR II Flow Cytometer | BD | NA |