Hirntodinduktion bei Mäusen mit intraarterieller Blutdrucküberwachung und -beatmung mittels Tracheostomie
Summary
Wir präsentieren ein murines Modell der Hirntodinduktion, um den Einfluss seiner pathophysiologischen Wirkungen auf Organe sowie auf konsekutive Transplantate im Kontext einer soliden Organtransplantation zu bewerten.
Abstract
Während sowohl die lebende Spende als auch die Spende nach dem Kreislauftod alternative Möglichkeiten für eine Organtransplantation bieten, stellt die Spende nach dem Hirntod (BD) nach wie vor die Hauptquelle für feste Transplantationen dar. Leider ist der irreversible Verlust der Gehirnfunktion bekannt, mehrere pathophysiologische Veränderungen zu induzieren, einschließlich hämodynamischer sowie hormoneller Veränderungen, die schließlich zu einer systemischen Entzündungsreaktion führen. Modelle, die eine systematische Untersuchung dieser Effekte in vivo ermöglichen, sind rar. Wir präsentieren ein murines Modell der BD-Induktion, das Untersuchungen über die verheerenden Auswirkungen von BD auf die Allograft-Qualität unterstützen könnte. Nach der Durchführung der intraarteriellen Blutdruckmessung über die gemeinsame Karotisarterie und der zuverlässigen Beatmung über eine Tracheostomie wird BD durch stetig steigenden intrakraniellen Druck mit einem Ballonkatheter induziert. Vier Stunden nach der BD-Induktion können Organe zur Analyse oder für weitere Transplantationsverfahren geerntet werden. Unsere Strategie ermöglicht die umfassende Analyse von Spender-BD in einem murinen Modell, wodurch ein vertieftes Verständnis der BD-bezogenen Effekte bei der Festorgantransplantation ermöglicht und potenziell der Weg zu einer optimierten Organvorkonditionierung geebnet wird.
Introduction
Die Transplantation ist derzeit die einzige heilende Behandlung für Organversagen im Endstadium. Bisher waren Patienten mit Hirntod (BD) die Hauptquelle für Organspenden, obwohl lebende Spende und Spende nach Kreislauftod wertvolle Alternativen sind1. BD wird durch ein irreversibles Koma (mit einer bekannten Ursache), das Fehlen von Hirnstammreflexen und Apnoe2definiert. Leider zeigen BD-Organe minderwertige Ergebnisse im langfristigen Transplantatüberleben unabhängig von humanem Leukozyten-Antigen (HLA)-Missverhältnis und kalter ischämischer Zeit3. In der Zwischenzeit wurde intensive Forschung an diesem antigenunabhängigen Risikofaktor durchgeführt, was zu drei Hauptaspekten pathophysiologischer Veränderungen führte, die als Folge von BD vermittelt wurden: hämodynamisch, hormonell und entzündlich4.
Bis heute wurden experimentelle BD-Modelle bei Nagetieren hauptsächlich mit Ratten durchgeführt. Um einen besseren Einblick in die immunologischen Folgen fester Organe nach BD zu gewinnen, wollten wir ein murines BD-Modell etablieren, da derzeit nur Mausmodelle umfassende Untersuchungen genetischer oder immunologischer Faktoren ermöglichen. In diesem Zusammenhang bietet das Maussystem eine größere Auswahl an Analysewerkzeugen.
Das hier beschriebene Prinzip der BD-Induktion basiert auf einer Erhöhung des intrakraniellen Drucks, der durch die Inflation eines ballonkatheter unter dem Schädel eingesetzten Ballonkatheters induziert wird. Erhöhter intrakranieller Druck imitiert den physiologischen Mechanismus von BD, indem er die Perfusion des Großhirns, Kleinhirns und des Hirnstamms5,6blockiert. Um eine ausreichende Durchblutung der peripheren Organe zu gewährleisten, ist die Blutdruckmessung während des Eingriffs obligatorisch. Der zu diesem Zweck verwendete Katheter dient gleichzeitig der Kochlinie, um den Blutdruck durch Flüssigkeitssubstitution zu stabilisieren. Da BD mit der Einstellung der spontanen Atmung einhergeht, muss eine ausreichende Beatmung gewährleistet sein. Eine elektrische Decke hält die physiologische Körperkörpertemperatur aufrecht.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass dieses Modell eingehende Studien über den Einfluss von BD-induzierten Verletzungen, auf Leukozytenmigration7, Komplimentaktivierung8, ischämische Reperfusionsverletzung9und andere Faktoren ermöglichen wird.
Protocol
Representative Results
Discussion
BD, ein Risikofaktor für Allograft-Qualität bei Multiorganspendern, bringt eine Fülle pathophysiologischer Veränderungen mit sich, die nur mit In-vivo-Modellen ausreichend bewertet werden können. Hämodynamische Veränderungen, Zytokinsturm, hormonelle Veränderungen und ihre letztendliche Auswirkung auf die Qualität und das Überleben von Organtransplantaten können nicht in vitro analysiert werden4. Der Großteil der Basistransplantationen sowie der immunologischen Forschung ist von ausgek…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
K.a.
Materials
| Arterial catheter (BD Neoflon 26G) | BD | 391349 | |
| Blood Pressure Transducers (APT300) | Harvard Apparatus Inc. | 73-3862 | |
| Fogarty Arterial Embolectomy Catheter N° 3 | Edwards Lifesciences Corporation | 120403F | |
| Forceps | FST | 11271-30 | |
| Homeothermic Blanket Systems with Flexible Probe | Harvard Apparatus Inc. | 55-7020 | |
| Ketansol | Graeub | 6680110 | |
| Micro scissor | FST | 15018-10 | |
| Needle holder | FST | 12060-02 | |
| Prolene 5-0 | Ethicon | 8698H | |
| Pump 11 Elite Infusion Only Single | Harvard Apparatus Inc. | 70-4500 | |
| Scissor | FST | 14075-11 | |
| Stereotactic microscope | Olympus | SZX7 | |
| Transpore Tape | 3M | 1527-1 | |
| Underpads | Molinea.A | 274301 | |
| Ventilator for mice (MiniVent Model 845) | Harvard Apparatus Inc. | 73-0043 | |
| Xylasol | Graeub | 7630109 |
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