Compleet thymectomie bij volwassen ratten met niet-invasieve Luchtpijpintubatie
Summary
Rodent thymectomy is a valuable technique in immunological research. Here, a protocol for complete thymectomy in adult rats using a mini-sternotomy along with non-invasive intubation and positive pressure ventilation to minimize perioperative morbidity and mortality is described.
Abstract
Thymectomie in neonatale knaagdieren is een gevestigde en betrouwbare werkwijze voor immunologische studies. Echter, bij volwassen ratten, complicaties van bloeding en pneumothorax van pleurale verstoring kunnen leiden tot een aanzienlijke mortaliteit. Dit protocol is een eenvoudige methode rat thymectomie een mini-sternotomie en endotracheale intubatie gebruikt. Intubatie wordt bij een niet-invasieve en gemakkelijk reproduceerbare werkwijze en maakt beademing pneumothorax te voorkomen en een gecontroleerd luchtweg voldoende tijd voor zorgvuldige thymus dissectie pleurale verstoring te minimaliseren maakt. Een 1,5 cm borstbeen incisie vermindert het contact met mediastinale schepen en borstvlies, maar met behoud van volledige visualisatie van de thymus. Na blootstelling van het mediastinum, wordt de thymus verwijderd door stompe dissectie onder vergroting. De pleurale ruimte wordt vervolgens afgedicht door hechtdraad sluiting van de pre-tracheale spieren gevolgd door het aanbrengen van chirurgische lijm. Dethorax wordt vervolgens gesloten door hechting sluiting van het borstbeen, gevolgd door hechting sluiten van de huid. Alle thymectomies waren voltooid blijkens immunohistochemische (IHC) kleuring van mediastinale weefsel, en afwezigheid van naïeve T-cellen door flowcytometrie en de procedure had een 96% overlevingspercentage. Deze methode is geschikt voor het compleet thymectomie met minimale complicaties is gewenst voor verdere immunologische studies in athymic volwassen ratten.
Introduction
Sinds de vroege jaren 1960, is de thymus is erkend voor zijn cruciale rol in de ontwikkeling van het centrale immunologische tolerantie. Knaagdier thymectomie blijkt een essentiële procedure definiëren van de rol van de thymus lymfocyten differentiatie, zelf-tolerantie en immuuntolerantie in de omgeving van allograft transplantatie en tumor metastase. Verwijdering van de thymus rat zorgt voor studies met T-cel depletie of de adoptieve overdracht van bepaalde T-cel populatie zonder dat de hernieuwde opkomst van inheemse naïeve T-cellen.
Thymectomies in neonatale knaagdieren kan worden bewerkstelligd met behulp van een zuigtechniek met betrouwbare resultaten 1. Bij volwassen ratten, wordt deze techniek gepaard met een geschatte 20% sterfte en vaak resulteert in een incomplete thymectomie 2. Om consequent te bereiken volledige thymectomie bij volwassen ratten, wordt geopend blootstelling van het mediastinum via een mediane sternotomie vereist. Echterprocedure is geassocieerd met complicaties tracheale letsel, bloedingen en pneumothorax leidt tot een algemene mortaliteit van 1,5 omvatten – 6% 2- 4.
In de afgelopen twee decennia verbeteringen in thymectomie technieken perioperatieve complicaties zijn gedaald en zijn overlevingskansen verbeterd. Luchtpijpintubatie waardoor voor positieve druk ventilatie heeft pneumothorax tarieven 5 verminderd. Methoden van intubatie eerder beschreven bereik van open blootstelling aan de luchtpijp naar minder invasieve methoden met behulp van directe stembanden visualisatie. Complicaties in verband met de intubatie procedure onder tracheale verwonding, stembanden breuk, onbedoelde oesofageale intubatie en bloedingen als gevolg van cardiale punctie of scheuring van de vena cava superior. Bovendien kan nabijheid van de onderste thymus lobben aan de pleurale voering gevolg pneumothorax.
Hier beschrijven we een techniekthymectomie via een minimaal invasieve 2 cm incisie in de huid na een eenvoudige methode van endotracheale intubatie met behulp van een afgestompte-end angiocatheter en transcutane tracheale verlichting. De thymectomie omvat een 1,5 cm sternotomie en een drielaags sluiting met chirurgische lijm aanbrengen op het mediastinum verzegelen en het minimaliseren van de incidentie van bloeding en ademhalingsproblemen. Deze werkwijze methode stelselmatig volledige thymectomie zoals blijkt uit het verdwijnen van CD4 + en CD8 + naïeve T-cellen na thymectomie en het ontbreken van thymusweefsel op IHC kleuring. Operatieve tijden en peri-procedurele mortaliteit worden tot een minimum beperkt.
Protocol
Representative Results
Discussion
Het huidige protocol voor volledige thymectomie biedt een minimaal invasieve benadering met een drie lagen incisie sluiting met chirurgische lijm applicatie ontworpen om complicaties te beperken. Volledige verwijdering van de thymus werd aangetoond door het verlies van naïeve T-cellen en door IHC kleuring van mediastinale lymfoïde weefsel voor cytokeratine.
De procedure van volwassen ratten thymectomie wordt bemoeilijkt door sterfte variërend 1,5-20% door peri-operatieve complicaties, waa…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
This work was supported by AI101263 from the National Institutes of Health (T.V.B), and by a grant from The Hartwell Foundation (M.L.M). M.L.M. is a member of the Duke Comprehensive Cancer Center.
Materials
| Name of Reagent/ Equipment | Company | Catalog Number | Comments/Description |
| 2" 14-gauge angiocatheter | |||
| Operating microscope | Zeiss | ||
| Warming pad | |||
| Heart rate and blood oxygenation monitor for rodents with foot sensors | Harvard Apparatus | ST1 72-8010, ST1 72-8098 (Rat foot sensor) | |
| Intubation apparatus (plastic with metal bar at the top) | See Figure 2 | ||
| Small animal anesthesia system with induction box, isoflurane tank and O2 tank | Harvard Apparatus | ST1 72-6420 | |
| Small animal ventilator with tubing | CWE | 12-02000 (ventilator)and 12-04000 (external valve assembly for mice/rats) | |
| High-intensity Fiber-Optic Illuminator | Dolan Jenner | EEG 2823M | |
| Student standard pattern forceps | Fine Science Tools | 91100-16 | |
| Fine straight scissors | Fine Science Tools | 14060-09 | |
| Blunt-tipped Shea scissors | Fine Science Tools | 14105-12 | |
| Small Alm retractor (for sternum) | Fine Science Tools | 17008-07 | |
| Blunt Graefe forceps | Fine Science Tools | 11050-10 | |
| Fine Dumont forceps | Fine Science Tools | 11254-20 | |
| 5-0 Maxon sutures | Ethicon | ||
| 4-0 Silk sutures (with cutting needle) | Ethicon | ||
| 6-0 Nylon suture | Ethicon | ||
| Cyanoacrylate glue (Endermil) | |||
| Lubrication gel | Akorn Animal Health | NDC 17478-162-35 |
References
- Hard, G. C. Thymectomy in the neonatal rat. Lab. Anim. 9 (2), 105-110 (1975).
- Kobayashi, E., et al. A technique for complete thymectomy in adult rats. J. Immunol. Methods. 1759 (94), 0 (1994).
- Delrivière, L., Gibbs, P., Kobayashi, E., Kamada, N., Gianello, P. New technique of complete thymectomy in adult rats without tracheal intubation. Microsurgery. 18 (1), 6-8 (1998).
- Walker, K. G., Jacques, B. C., Tweedle, J. R., Bradley, J. A. A simpler technique for open thymectomy in adult rats. J. Immunol. Methods. 175 (1), 141 (1994).
- Na, N., Zhao, D., Huang, Z., Hong, L. An improved method for rat intubation and thymectomy. Chin. Med. J. (Engl). 124 (17), 2723-2727 (2011).
- Kastl, S., et al. Simplification of rat intubation on inclined metal plate). Adv. Physiol. Educ. 28 (1-4), 29-34 (2004).
- Weksler, B., Ng, B., Lenert, J., Burt, M. A simplified method for endotracheal intubation in the rat. J. Appl. Physiol. 76 (4), 1823-1825 (1994).
- Jou, I. M., et al. Simplified rat intubation using a new oropharyngeal intubation wedge. J. Appl. Physiol. 89 (5), 1766-1770 (2000).
- Rivard, A. L., et al. Rat intubation and ventilation for surgical research. J. Invest. Surg. 19 (4), 267-274 (2006).
- Zhao, D., et al. A model of isolated, vascular whole thymus transplantation in nude rats. Transplant Proc. 44 (5), 1394-1398 (2012).
- AbuAttieh, M., et al. Affinity maturation of antibodies requires integrity of the adult thymus. Eur. J. Immunol. 42 (2), 500-510 (2012).
- Reeves, J. P., Reeves, P. A., Chin, L. T. Survival surgery: removal of the spleen or thymus. Curr. Protoc. Immunol. 1 (Unit 1.10), (2001).
- Siemionow, M., Izycki, D., Ozer, K., Ozmen, S., Klimczak, A. Role of thymus in operational tolerance induction in limb allograft transplant model. Transplantation. 81 (11), 1568-1576 (2006).
- Satoh, E., et al. Immunosuppressive effect of long-term drainage of thoracic duct on immunological memory in adult thymectomized rats. Transplant. Proc. 37 (4), 1947-1948 (2005).
- Groen, H., Klatter, F., Pater, J., Nieuwenhuis, P., Rozing, J. Temporary, but Essential Requirement of CD8+ T Cells Early in the Pathogenesis of Diabetes in BB Rats as Revealed by Thymectomy and CD8 Depletion. Clin. Dev. Immunol. 10 (2-4), 141-151 (2003).
