Indução de Morte Cerebral em Camundongos Usando Monitoramento e Ventilação intra-arterial da pressão arterial via traqueostomia
Summary
Apresentamos um modelo murina de indução de morte cerebral para avaliar a influência de seus efeitos fisiopatológicos nos órgãos, bem como em enxertos consecutivos no contexto do transplante de órgãos sólidos.
Abstract
Embora tanto a doação viva quanto a doação após a morte circulatória forneçam oportunidades alternativas para o transplante de órgãos, a doação após a morte cerebral do doador (DB) ainda representa a principal fonte de transplantes sólidos. Infelizmente, a perda irreversível da função cerebral é conhecida por induzir múltiplas alterações fisiopatológicas, incluindo hemodinâmica, bem como modificações hormonais, finalmente levando a uma resposta inflamatória sistêmica. Modelos que permitem uma investigação sistemática desses efeitos in vivo são escassos. Apresentamos um modelo murina de indução de BD, que poderia auxiliar investigações sobre os efeitos devastadores da BD na qualidade do aloenxerto. Depois de implementar a medição da pressão arterial intra-arterial através da artéria carótida comum e ventilação confiável através de uma traqueostomia, a DB é induzida pelo aumento constante da pressão intracraniana usando um cateter de balão. Quatro horas após a indução da BD, os órgãos podem ser colhidos para análise ou para novos procedimentos de transplante. Nossa estratégia permite a análise abrangente do BD doador em um modelo de murina, permitindo assim uma compreensão aprofundada dos efeitos relacionados ao BD no transplante de órgãos sólidos e potencialmente abrindo caminho para o pré-condicionamento otimizado de órgãos.
Introduction
O transplante é atualmente o único tratamento curativo para falência de órgãos em estágio final. Até agora, os pacientes com morte encefálica (BD) têm sido a principal fonte de doação de órgãos, embora a doação e a doação vivas após a morte circulatória sejam alternativas valiosas1. A DB é definida por um coma irreversível (com uma causa conhecida), a ausência de reflexos do tronco cerebral e apnéia2. Infelizmente, os órgãos bd demonstram resultados inferiores na sobrevivência do enxerto a longo prazo independente do antígeno leucócito humano (HLA)-incompatibilidade e tempo isquêmico frio3. Enquanto isso, pesquisas intensivas sobre este fator de risco independente de antígeno têm sido realizadas resultando em três aspectos principais das alterações fisiopatológicas mediadas em consequência da DB: hemodinâmica, hormonal e inflamatória4.
Até o momento, modelos experimentais de BD em roedores têm sido realizados principalmente usando ratos. A fim de obter maior visão sobre as consequências imunológicas sobre órgãos sólidos após a BD, buscou-se estabelecer um modelo murina de BD, uma vez que atualmente apenas modelos de camundongos permitem investigações abrangentes sobre fatores genéticos ou imunológicos. Neste contexto, o sistema do mouse fornece uma variedade maior de ferramentas analíticas.
O princípio da indução de BD como descrito aqui baseia-se em um aumento da pressão intracraniana induzida pela inflação de um cateter de balão inserido sob o crânio. O aumento da pressão intracraniana imita o mecanismo fisiológico da BD bloqueando a perfusão do ceêmto, cerebelo e tronco cerebral5,6. Para garantir perfusão suficiente de órgãos periféricos, a medição da pressão arterial é obrigatória durante o procedimento. O cateter usado para este fim ao mesmo tempo serve para a administração de soro estona, a fim de estabilizar a pressão arterial por substituição de fluidos. Como a BD é acompanhada pela cessação da respiração espontânea, deve-se garantir ventilação suficiente. Um cobertor elétrico mantém a temperatura fisiológica do corpo do núcleo.
Em resumo, este modelo permitirá estudos aprofundados sobre a influência da lesão induzida pelo BD, sobre a migração de leucócitos7, ativação de elogios8, lesão de reperfusão isquêmica9, e outros fatores.
Protocol
Representative Results
Discussion
A DB, fator de risco para a qualidade do aloenxerto em doadores multiórgãos, implica uma infinidade de alterações fisiopatológicas, que só podem ser suficientemente avaliadas utilizando modelos in vivo. Alterações hemodinâmicas, tempestade de citocinas, alterações hormonais e seu impacto final na qualidade e sobrevivência do enxerto de órgãos não podem ser analisados in vitro4. A maioria dos transplantes básicos, bem como da pesquisa imunológica, depende de ferramentas de diagnós…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
N.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 |
References
- Hart, A., et al. OPTN/SRTR 2017 Annual Data Report: Kidney. American Journal of Transplantation. 19 (Suppl 2), 19 (2019).
- The Quality Standards Subcommittee of the American Academy of Neurology. Practice parameters for determining brain death in adults (summary statement). Neurology. 45 (5), 1012-1014 (1995).
- Terasaki, P. I., Cecka, J. M., Gjertson, D. W., Takemoto, S. High survival rates of kidney transplants from spousal and living unrelated donors. New England Journal Medicine. 333 (6), 333-336 (1995).
- Pratschke, J., Neuhaus, P., Tullius, S. G. What can be learned from brain-death models?. Transplant International. 18 (1), 15-21 (2005).
- Wilhelm, M. J., et al. Activation of the heart by donor brain death accelerates acute rejection after transplantation. Circulation. 102 (19), 2426-2433 (2000).
- Pomper, G., et al. Introducing a mouse model of brain death. Journal of Neuroscience Methods. 192 (1), 70-74 (2010).
- Ritschl, P. V., et al. Donor brain death leads to differential immune activation in solid organs but does not accelerate ischaemia-reperfusion injury. Journal of Pathology. 239 (1), 84-96 (2016).
- Atkinson, C., et al. Donor brain death exacerbates complement-dependent ischemia/reperfusion injury in transplanted hearts. Circulation. 127 (12), 1290-1299 (2013).
- Oberhuber, R., et al. Treatment with tetrahydrobiopterin overcomes brain death-associated injury in a murine model of pancreas transplantation. American Journal of Transplantation. 15 (11), 2865-2876 (2015).
- Floerchinger, B., et al. Inflammatory immune responses in a reproducible mouse brain death model. Transplant Immunology. 27 (1), 25-29 (2012).
- Steen, P. A., Milde, J. H., Michenfelder, J. D. No barbiturate protection in a dog model of complete cerebral ischemia. Annals of Neurology. 5 (4), 343-349 (1979).
- Cooper, D. K., Novitzky, D., Wicomb, W. N. The pathophysiological effects of brain death on potential donor organs, with particular reference to the heart. Annals of the Royal College of Surgeons of England. 71 (4), 261-266 (1989).
- Herijgers, P., Leunens, V., Tjandra-Maga, T. B., Mubagwa, K., Flameng, W. Changes in organ perfusion after brain death in the rat and its relation to circulating catecholamines. Transplantation. 62 (3), 330-335 (1996).
