Summary

نموذج زرع الخلايا الهنترونظيرية الجزئية في الفئران

Published: June 09, 2021
doi:

Summary

تقدم هذه الورقة بروتوكولا جزئيا لزرع اللوحات العظمية النظيرية في الفئران ونتائجه المحتملة في المتابعة في منتصف المدة.

Abstract

تمثل عمليات زراعة الأوعية الدموية المركبة (VCA) خيار إعادة الإعمار الأكثر تقدما للمرضى الذين لا يعانون من إمكانيات جراحية تلقائية بعد عيب معقد في الأنسجة. لقد غيرت عمليات زرع الوجه واليد حياة المرضى المشوهين، مما منحهم جهازا اجتماعيا جماليا وعمليا جديدا. على الرغم من النتائج الواعدة ، لا يزال أداء VCA ضعيفا بسبب الأمراض المرضية المثبطة للمناعة مدى الحياة والمضاعفات المعدية. الجرذ هو نموذج حيواني مثالي للدراسات الحية التي تحقق في المسارات المناعية وآليات رفض الكسب غير المشروع. وتستخدم الفئران أيضا على نطاق واسع في تقنيات جديدة للحفاظ على الكسب غير المشروع الأنسجة المركبة، بما في ذلك التغلغل ودراسات الحفظ بالتبريد. يجب أن تكون النماذج المستخدمة ل VCA في الفئران قابلة للاستنساخ وموثوقة وفعالة مع انخفاض المراضة والوفيات بعد الجراحة. إجراءات زرع الأطراف النظائرية تفي بهذه المعايير وهي أسهل في الأداء من عمليات زرع الأطراف التقويمية. يتطلب اتقان نماذج جراحة القوارض الدقيقة خبرة قوية في الجراحة المجهرية ورعاية الحيوانات. هنا يتم الإبلاغ عن نموذج موثوق به وقابل للاستنساخ لزرع رفرف العظام غير النظائري الجزئي في الفئران، والنتائج بعد الجراحة، ووسائل الوقاية من المضاعفات المحتملة.

Introduction

على مدى العقدين الماضيين، تطورت VCA كعلاج ثوري للمرضى الذين يعانون من تشوه شديد بما في ذلك الوجهبتر الأطراف العلياالقضيبوغيرها من عيوب الأنسجة المعقدة4،5. ومع ذلك، فإن عواقب كبت المناعة مدى الحياة لا تزال تعيق تطبيق أوسع لهذه العمليات الجراحية الترميمية المعقدة. البحوث الأساسية أمر بالغ الأهمية لتحسين استراتيجيات مكافحة الرفض. زيادة الوقت الحفاظ على VCA أمر ضروري أيضا لتحسين الخدمات اللوجستية زرع وزيادة تجمع المانحين (كما يجب على المتبرعين VCA تلبية معايير أكثر من المتبرعين بالأعضاء الصلبة، بما في ذلك لون البشرة، وحجم التشريح، والجنس). في هذا السياق ، تستخدم عمليات زرع أطراف الفئران على نطاق واسع في الدراسات حول الرفض المناعي ل allografts6،7، بروتوكولات تحريض التسامح الجديدة8، ودراسات الحفظ9،10،11. وبالتالي، فإن نماذج VCA هذه هي عنصر أساسي لإتقان أبحاث VCA التحويلية.

وقد وصفت اللوحات العظمية في الأدب كنماذج موثوقة لدراسة VCA في الفئران8،12،13،14. على الرغم من أن عمليات زرع الأطراف الكاملة التقويمية تسمح بتقييم طويل الأجل لوظيفة الكسب غير المشروع ، إلا أنه إجراء يستغرق وقتا طويلا مرتبطا بارتفاع معدلات الاعتلال والوفيات بعد الجراحة14. وعلى النقيض من ذلك، فإن نماذج زرع الأطراف غير النظائرية غير وظيفية، ولكنها تمكن من إجراء دراسات قابلة للاستنساخ على VCA. يمكن توقع نتائج ما بعد الجراحة بشكل موثوق قبل بدء دراسة زرع الفئران VCA. تفيد هذه الدراسة عن نموذج جزئي لزرع اللوحات العظمية النظيرية في الفئران يتضمن نتائج ومضاعفات محتملة متكررة يمكن أن تنشأ داخل الجراحة وبعد الجراحة خلال فترة متابعة مدتها ثلاثة أسابيع.

Protocol

وقد تلقت جميع الحيوانات رعاية إنسانية وفقا لدليل المعاهد القومية للصحة لرعاية واستخدام المختبر. وافقت اللجنة المؤسسية لرعاية الحيوانات واستخدامها (IACUC-protocol 2017N000184) ومكتب مراجعة رعاية الحيوانات واستخدامها (ACURO) على جميع بروتوكولات الحيوانات. استخدمت الفئران لويس الذكور الأصيلة (250-400 غرام) …

Representative Results

في هذه الدراسة التي أجريت على مشغل واحد، تم إجراء 30 عملية زرع أطراف غير نظائرية سينجينية. تم تعريف النجاح في اليوم 21 بعد الجراحة على أنه عدم وجود فشل VCA أو مضاعفات تتطلب القتل الرحيم. يتم تمثيل التطور الطبيعي للكسب غير المشروع في الشكل 3. وكان متوسط المدة لشراء أطراف جزئية وت?…

Discussion

وقد وصفت نماذج زرع الأطراف التقويمية في القوارض في الأدب15،16،17؛ ومع ذلك ، فإنها تتطلب إصلاح الأعصاب ، وإعادة ربط العضلات ، و التمثيل العظمي المثالي لعظم الفخذ ، والتي يمكن أن تكون خطوة صعبة للغاية. وترتبط هذه النماذج أيضا مع ارتفاع معدل ال…

Declarações

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

وقد دعم هذا العمل مكتب مساعد وزير الدفاع للشؤون الصحية من خلال برنامج البحوث الطبية الموجه من الكونغرس بموجب الجائزة رقم W81XWH-17-1-0680. الآراء والتفسيرات والاستنتاجات والتوصيات هي آراء المؤلفين ولا تؤيدها بالضرورة وزارة الدفاع.

Materials

24 GA angiocatheter BD Insyte Autoguard 381412
4-0 suture Black monofilament non absorbable suture Ethicon 1667 Used to suture the E-collar to the back of the neck
4-0 suture Coated Vicryl Plus Antibacterial Ethicon VCP496
Adson Tissue Forceps, 11 cm, 1 x 2 Teeth with Tying Platform ASSI ASSI.ATK26426
Bipolar cords ASSI 228000C
Black Polyamide Monofilament USP 10-0, 4 mm 3/8c AROSurgical T04A10N07-13 Used to perform the microvascular anastomoses
Buprenorphine HCl Pharmaceutical, Inc 42023-179-01
Dilating Forceps Fine science tools (FST) 18131-12
Dissecting Scissors 15 cm, Round Handle 8 mm diameter, Straight Slender Tapered Blade 7 mm, Lipshultz Pattern ASSI ASSI.SAS15RVL
Double Micro Clamps 5.5 x 1.5 mm Fine science tools (FST) 18040-22
Elizabethan collar Braintree Scientific EC-R1
Forceps 13.5 cm long, Flat Handle, 9 mm wide Straight Tips 0.1 mm diameter (x2) ASSI ASSI.JFL31
Halsey Micro Needle Holder Fine science tools (FST) 12500-12
Heparin Lock Flush Solution, USP, 100 units/mL BD PosiFlush 306424
Isoflurane Patterson Veterinary 14043-704-06
Jewelers Bipolar Forceps Non Stick 11 cm, straight pointed tip, 0.25 mm tip diameter ASSI ASSI.BPNS11223
Lone Star Elastic Stays CooperSurgical 3314-8G Used to retract the inguinal ligament for femoral vessels dissection
Lone Star Self-Retaining Retractors CooperSurgical 3301G
Micro-Mosquito Hemostats Fine science tools (FST) 13010-12 Used to retract the inguinal fat pad distally
Needle Holder, 15 cm Round Handle, 8 mm diameter, Superfine Curved Jaw 0.2 mm tip diameter, without lock ASSI ASSI.B1582
Nylon Suture Black Monolfilament 8-0, 6.5 mm 3/8c Ethilon 2808G Used to ligate collateral branches on the femoral vessels
Offset Bone Nippers Fine science tools (FST) 16101-10
S&T Vascular Clamps 5.5 x 1.5 mm Fine science tools (FST) 00398-02
Walton scissors Fine science tools (FST) 14077-09

Referências

  1. Lanteiri, L., et al. Feasibility, reproducibility, risks and benefits of face transplantation: a prospective study of outcomes. American Journal of Transplantation. 11 (2), 367-378 (2011).
  2. Park, S. H., Eun, S. C., Kwon, S. T. Hand transplantation: current status and immunologic obstacles. Experimental and Clinical Transplantation. 17 (1), 97-104 (2019).
  3. Cetrulo, C. L., et al. Penis transplantation: first US experience. Annals of Surgery. 267 (5), 983-988 (2018).
  4. Grajek, M., et al. First complex allotransplantation of neck organs: larynx, trachea, pharynx, esophagus, thyroid, parathyroid glands, and anterior cervical wall: a case report. Annals of Surgery. 266 (2), 19-24 (2017).
  5. Pribaz, J. J., Caterson, E. J. Evolution and limitations of conventional autologous reconstruction of the head and neck. Journal of Craniofacial Surgery. 24 (1), 99-107 (2013).
  6. Lipson, R. A., et al. Vascularized limb transplantation in the rat. I. Results with syngeneic grafts. Transplantation. 35 (4), 293-299 (1983).
  7. Lipson, R. A., et al. Vascularized limb transplantation in the rat. II. Results with allogeneic grafts. Transplantation. 35 (4), 300-304 (1983).
  8. Adamson, L. A., et al. A modified model of hindlimb osteomyocutaneous flap for the study of tolerance to composite tissue allografts. Microsurgery. 27 (7), 630-636 (2007).
  9. Arav, A., Friedman, O., Natan, Y., Gur, E., Shani, N. Rat hindlimb cryopreservation and transplantation: a step toward “organ banking”. American Journal of Transplantation. 17 (11), 2820-2828 (2017).
  10. Gok, E., et al. Development of an ex-situ limb perfusion system for a rodent model. ASAIO Journal. 65 (2), 167-172 (2019).
  11. Gok, E., Rojas-Pena, A., Bartlett, R. H., Ozer, K. Rodent skeletal muscle metabolomic changes associated with static cold storage. Transplantation Proceedings. 51 (3), 979-986 (2019).
  12. Brandacher, G., Grahammer, J., Sucher, R., Lee, W. P. Animal models for basic and translational research in reconstructive transplantation. Birth Defects Research. Part C, Embryo Today. 96 (1), 39-50 (2012).
  13. Fleissig, Y., et al. Modified heterotopic hindlimb osteomyocutaneous flap model in the rat for translational vascularized composite allotransplantation research. Journal of Visualized Experiments: JoVE. (146), e59458 (2019).
  14. Ulusal, A. E., Ulusal, B. G., Hung, L. M., Wei, F. C. Heterotopic hindlimb allotransplantation in rats: an alternative model for immunological research in composite-tissue allotransplantation. Microsurgery. 25 (5), 410-414 (2005).
  15. Jang, Y., Park, Y. E., Yun, C. W., Kim, D. H., Chung, H. The vest-collar as a rodent collar to prevent licking and scratching during experiments. Lab Anim. 50 (4), 296-304 (2016).
  16. Kern, B., et al. A novel rodent orthotopic forelimb transplantation model that allows for reliable assessment of functional recovery resulting from nerve regeneration. American Journal of Transplantation. 17 (3), 622-634 (2017).
  17. Perez-Abadia, G., et al. Low-dose immunosuppression in a rat hind-limb transplantation model. Transplant International. 16 (12), 835-842 (2003).
  18. Sucher, R., et al. Orthotopic hind-limb transplantation in rats. Journal of Visualized Experiments. (41), e2022 (2010).
  19. Fleissig, Y. Y., Beare, J. E., LeBlanc, A. J., Kaufman, C. L. Evolution of the rat hind limb transplant as an experimental model of vascularized composite allotransplantation: Approaches and advantages. SAGE Open Medicine. 8, 2050312120968721 (2020).
  20. Lindboe, C. F., Presthus, J. Effects of denervation, immobilization and cachexia on fibre size in the anterior tibial muscle of the rat. Acta Neuropathologica. 66 (1), 42-51 (1985).
  21. Nazzal, J. A., Johnson, T. S., Gordon, C. R., Randolph, M. A., Lee, W. P. Heterotopic limb allotransplantation model to study skin rejection in the rat. Microsurgery. 24 (6), 448-453 (2004).
check_url/pt/62586?article_type=t

Play Video

Citar este artigo
Goutard, M., Randolph, M. A., Taveau, C. B., Lupon, E., Lantieri, L., Uygun, K., Cetrulo Jr., C. L., Lellouch, A. G. Partial Heterotopic Hindlimb Transplantation Model in Rats. J. Vis. Exp. (172), e62586, doi:10.3791/62586 (2021).

View Video