Индукция смерти мозга у мышей с использованием внутриартериального мониторинга кровяного давления и вентиляции через трахеостомию
Summary
Мы представляем муриновую модель индукции смерти мозга для оценки влияния его патофизиологического воздействия на органы, а также на последовательные трансплантаты в контексте сплошной трансплантации органов.
Abstract
В то время как живое пожертвование и донорство после смерти в кровеносном организме предоставляют альтернативные возможности для трансплантации органов, донорство после смерти донора мозга (БД) по-прежнему является основным источником твердых трансплантаций. К сожалению, необратимая потеря функции мозга, как известно, вызывают несколько патофизиологических изменений, в том числе гемодинамических, а также гормональные изменения, наконец, приводит к системной воспалительной реакции. Модели, позволяющие систематически исследует эти эффекты in vivo, скудны. Мы представляем мурин модель индукции BD, которая могла бы помочь расследования разрушительных последствий BD на качество аллотрансплантата. После проведения внутриартериального измерения артериального давления через общую сонной артерии и надежную вентиляцию через трахеостомию, БД индуцируется постоянно растущим внутричерепным давлением с помощью катетера воздушного шара. Через четыре часа после индукции БД органы могут быть собраны для анализа или для дальнейших процедур трансплантации. Наша стратегия позволяет провести всесторонний анализ донорского БД в модели мурин, что позволяет углубленное понимание связанных с БД эффектов при трансплантации твердых органов и потенциально прокладывает путь к оптимизации предки органов.
Introduction
Трансплантация в настоящее время является единственным лечебным лечением для отказа органов на конечную стадию. До сих пор, смерть мозга (BD) пациенты были основным источником для донорства органов, хотя живое пожертвование и пожертвование после смерти кровообращения являются ценными альтернативами1. БД определяется необратимой комой (с известной причиной), отсутствием стволовых рефлексов мозга и апноэ2. К сожалению, органы BD демонстрируют более низкие результаты в долгосрочном выживании трансплантата независимо от человеческого антигена лейкоцита (HLA)-несоответствие и холодное ишемическое время3. Между тем, интенсивные исследования по этому антиген-независимый фактор риска было проведено в результате трех основных аспектов патофизиологических изменений опосредовано в результате БД: гемодинамические, гормональные, и воспалительные4.
На сегодняшний день экспериментальные модели BD у грызунов в основном выполняются с использованием крыс. Для того, чтобы получить более глубокое понимание иммунологических последствий для твердых органов после БД, мы стремились создать модель murine BD, так как в настоящее время только мыши модели позволяют всестороннее расследование генетических или иммунологических факторов. В этом контексте система мыши предоставляет более широкий спектр аналитических инструментов.
Принцип индукции БД, описанный здесь, основан на увеличении внутричерепного давления, вызванного инфляцией катетера воздушного шара, вставленного под череп. Повышенное внутричерепное давление имитирует физиологический механизм БД, блокируя перфузию головного мозга, мозжечка и ствола мозга5,,6. Для обеспечения достаточного перфузии периферических органов, измерение артериального давления является обязательным во время процедуры. Катетер, используемый для этой цели, в то же время служит для сосудистого введения для стабилизации артериального давления путем замены жидкости. Поскольку БД сопровождается прекращением спонтанного дыхания, необходима достаточная вентиляция легких. Электрическое одеяло поддерживает физиологическую температуру тела ядра.
Таким образом, эта модель позволит углубленного исследования влияния BD-индуцированной травмы, на миграции лейкоцитов7, комплимент активации8, ишемическая реперфузионная травма9, и другие факторы.
Protocol
Representative Results
Discussion
BD, фактор риска для качества аллотрансплантата у многоорганных доноров, влечет за собой множество патофизиологических изменений, которые могут быть достаточно оценены с использованием моделей in vivo. Гемодинамические изменения, цитокин буря, гормональные изменения и их конечное влияни…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Неприменимо.
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).
