Modèle de transplantation de membres postérieurs hétérotopiques partiels chez le rat
Summary
Cet article présente un protocole de transplantation de lambeau ostéocutané hétérotopique partiel chez le rat et ses résultats potentiels dans le suivi à moyen terme.
Abstract
Les allotransplantations composites vascularisées (VCA) représentent l’option de reconstruction la plus avancée pour les patients sans possibilités chirurgicales autologues après un défaut tissulaire complexe. Les transplantations faciales et faciales ont changé la vie des patients défigurés, leur donnant un nouvel organe social esthétique et fonctionnel. Malgré des résultats prometteurs, le VCA est toujours sous-performant en raison de comorbidités d’immunosuppression à vie et de complications infectieuses. Le rat est un modèle animal idéal pour les études in vivo portant sur les voies immunologiques et les mécanismes de rejet du greffon. Les rats sont également largement utilisés dans de nouvelles techniques de préservation de greffes de tissus composites, y compris les études de perfusion et de cryoconservation. Les modèles utilisés pour l’ACV chez le rat doivent être reproductibles, fiables et efficaces avec une morbidité et une mortalité postopératoires faibles. Les procédures de transplantation de membres hétérotopiques répondent à ces critères et sont plus faciles à effectuer que les greffes de membres orthotopiques. La maîtrise des modèles microchirurgicaux des rongeurs nécessite une solide expérience en microchirurgie et en soins aux animaux. Il est rapporté ici un modèle fiable et reproductible de transplantation partielle hétérotopique de lambeaux ostéocutanés chez le rat, les résultats postopératoires et les moyens de prévention des complications potentielles.
Introduction
Au cours des deux dernières décennies, le VCA a évolué en tant que traitement révolutionnaire pour les patients qui souffrent de défiguration sévère, y compris le visage1,les amputations des membres supérieurs2,le pénis3et d’autres défauts tissulaires complexes4,5. Cependant, les conséquences de l’immunosuppression à vie entravent encore une application plus large de ces chirurgies reconstructives complexes. La recherche fondamentale est cruciale pour améliorer les stratégies anti-rejet. L’augmentation du temps de conservation du VCA est également essentielle pour améliorer la logistique de la transplantation et augmenter le bassin de donneurs (car les donneurs de VCA doivent remplir plus de critères que les donneurs d’organes solides, y compris le teint de la peau, la taille anatomique, le sexe). Dans ce contexte, les transplantations de membres de rat sont largement utilisées dans les études sur le rejet immunitaire des allogreffes6,7,les nouveaux protocoles d’induction de tolérance8et les études de préservation9,10,11. Par conséquent, ces modèles VCA sont un élément clé à maîtriser pour la recherche translationnelle VCA.
Les lambeaux ostéo-cutanés ont été décrits dans la littérature comme des modèles fiables pour étudier le VCA chez les rats8,12,13,14. Bien que les transplantations orthotopiques de membres entiers permettent une évaluation à long terme de la fonction du greffon, il s’agit d’une procédure longue associée à des taux de morbidité et de mortalité postopératoires plus élevés14. En revanche, les modèles de transplantation hétérotopique de membres ne sont pas fonctionnels, mais permettent des études reproductibles sur l’ACV. Les résultats postopératoires peuvent être anticipés de manière fiable avant le début d’une étude de transplantation de VCA chez le rat. Cette étude rapporte un modèle de transplantation de lambeau ostéocutané hétérotopique partiel chez le rat qui comprend des résultats et des complications possibles fréquents pouvant survenir en peropératoire et postopératoire au cours d’une période de suivi de trois semaines.
Protocol
Representative Results
Discussion
Des modèles de transplantation de membres orthotopiques chez des rongeurs ont été décrits dans la littérature15,16,17; cependant, ils nécessitent une réparation nerveuse, une rattachement musculaire et une ostéosynthèse parfaite du fémur, ce qui peut être une étape très difficile. Ces modèles sont également associés à un taux de morbidité et de mortalité plus élevé chez les rongeurs14,</sup…
Declarações
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Ce travail a été soutenu par le Bureau du Secrétaire adjoint à la Défense pour les affaires de santé par le biais du Programme de recherche médicale dirigé par le Congrès sous le numéro de bourse. W81XWH-17-1-0680. Les opinions, interprétations, conclusions et recommandations sont celles des auteurs et ne sont pas nécessairement approuvées par le ministère de la Défense.
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
- 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).
- 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).
- Cetrulo, C. L., et al. Penis transplantation: first US experience. Annals of Surgery. 267 (5), 983-988 (2018).
- 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).
- 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).
- Lipson, R. A., et al. Vascularized limb transplantation in the rat. I. Results with syngeneic grafts. Transplantation. 35 (4), 293-299 (1983).
- Lipson, R. A., et al. Vascularized limb transplantation in the rat. II. Results with allogeneic grafts. Transplantation. 35 (4), 300-304 (1983).
- 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).
- 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).
- Gok, E., et al. Development of an ex-situ limb perfusion system for a rodent model. ASAIO Journal. 65 (2), 167-172 (2019).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- Perez-Abadia, G., et al. Low-dose immunosuppression in a rat hind-limb transplantation model. Transplant International. 16 (12), 835-842 (2003).
- Sucher, R., et al. Orthotopic hind-limb transplantation in rats. Journal of Visualized Experiments. (41), e2022 (2010).
- 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).
- 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).
- 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).
