מודל חסימת קנה הנשימה העוברי הטרנס-רחמי בעכברים
Summary
מודלים שונים של בעלי חיים של שבר דיאפרגמטי מולד וחסימת קנה הנשימה העוברי מציגים יתרונות וחסרונות לגבי סוגיות אתיות, עלות, קושי כירורגי, גודל, שיעורי הישרדות וזמינות של כלים גנטיים. מודל זה מספק כלי חדש כדי ללמוד את ההשפעה של חסימת קנה הנשימה והלחץ המואצני המוגבר על התפתחות הריאות.
Abstract
חסימת קנה הנשימה העוברית (TO), שיטה לטיפול מבוסס, מקדמת צמיחת ריאות עוברית והישרדות בבקע דיאפרגמטי מולד חמור (CDH). בעקבות TO, שמירה על נוזל האפיתל המופרש מגבירה את הלחץ הזוהר וגורם לצמיחת ריאות. מודלים שונים של בעלי חיים הוגדרו כדי להבין את הפתופיזיולוגיה של CDH ו TO. לכולם יתרונות וחסרונות משלהם כגון הקושי של הטכניקה, גודל החיה, עלות, שיעורי תמותה גבוהים, ואת הזמינות של כלים גנטיים. להלן, מודל טרנסוטריני חדשני של TO עוברי מורין מתואר. עכברים בהריון היו מורדמים, והרחם נחשף דרך לפרוטומיה בקו האמצע. קנה הנשימה של עוברים נבחרים היה קשור בתפר טרנספורמטריני יחיד שהונח מאחורי קנה הנשימה, עורק עורק ראשי אחד, ווריד עורק אחד. הסכר נסגר והורשה להתאושש. עוברים נאספו ממש לפני ההסתעפות. יחס משקל הריאה לגוף בעוברים TO היה גבוה מזה בעוברים בשליטה. מודל זה מספק לחוקרים כלי חדש כדי לחקור את ההשפעה של שניהם TO ולחץ לומינלי מוגבר על התפתחות הריאות.
Introduction
בקע דיאפרגמטי מולד (CDH) מתרחשת ב 1:2500 הריונות ותוצאות היפופלזיה ריאתי ויתר לחץדםריאתי יילודים 1,2,3,4,5,6. חסימת קנה הנשימה העוברית (TO) הוא טיפול טרום לידתי הוקמה בחולי CDH חמורים מעורבים fetoscopy בשבוע ההיריון 26-30 שבו בלוןממוקם ממש מעל קרינה ולאחר מכן הוסר בשבוע ההיריון32. TO זמני זה גורם לצמיחת ריאות עוברית ומשפר את ההישרדות. תסמונת חסימת High Airway מולדת היא מצב קטלני הקשור להיפרפלזיה של הריאות, אשר נתן השראה למנתחים לבצע חסימה מלאכותית של קנה הנשימה כדי לקדם את השמירה על נוזל האפיתל המופרש. חסימה זו הגבירה את הלחץ הזוהר וצמיחת ריאות המושרה7. עם זאת, החסימה צריכה להיות הפוכה כדי לאפשר התבגרות תא אפיתל.
מודלים שונים של בעלי חיים של CDH ו- TO – ביצית, ארנב, חולדה ועכבר – פותחו כדי להבין את הפתופיזיולוגיה של CDH ו- TO. לכולם יתרונות וחסרונות משלהם כגון הקושי של הטכניקה, גודל החיה, עלות, שיעורי תמותה גבוהים, ואת הזמינות של כלים גנטיים. למרות הטכניקה הכירורגית המשמשת את מודל הביצית דומה מאוד לזה המשמש בבני אדם יכול להיות הפוך, החסרונות העיקריים של מודל זה הם על חשבון החיה, תקופת ההיריון הארוכה, ואת המספר המוגבל של ניתוחים אפשריים. לדגם הארנב תקופת הריון קצרה יותר והוא זול יותר מדגם הכבשים. עם זאת, מודל הארנב הוא בלתי הפיך8,9. למודל המורין יש את העלות הנמוכה ביותר, את המספר הגבוה ביותר של עוברים להריון, את הגנום המאופיינת ביותר, וכלים זמינים נרחבים לניתוחים תאיים ומולקולריים. עם זאת, חיסרון מרכזי הוא חוסר ההפיכה של TO, מניעת הבנה מלאה של ההשפעה של TO. בזאת מוצגת שיטה המשלבת את כל היתרונות של הדגמים שהוזכרו לעיל ויוצרת מודל TO מכרסמים קל, בעל פוטנציאל הפיך ומינימום פולשני.
Protocol
Representative Results
Discussion
שיטה זו מתארת הליך כירורגי של חסימת קנה הנשימה העובר בעכברים והשפעתו על התפתחות הריאות. ישנם מספר שלבים קריטיים בפרוטוקול שיש לבצע בקפידה עבור TO מוצלח. החום של הפלטפורמה שבה הניתוח מתרחש ואת מלוחים הציג לתוך חלל הצפק הוא חיוני להתקדמות של ההריון. בנוסף, לחץ קל צריך להיות מיושם על ראש הגורי?…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
מחקר זה לא קיבל מענק ספציפי מגופי מימון במגזר הציבורי, המסחרי או השלישי. כל המחברים תרמו תרומה משמעותית לתפיסה ולעיצוב של המחקר, הרכישה, הניתוח והפרשנות של הנתונים, ניסוח המאמר ותיקוןו לתוכן אינטלקטואלי חשוב ואישור סופי של הגרסה שתוגש. המחברים מודים לקאן סבונקואולו על מאמציו האדיבים בהפקת יצירות האמנות של הטכניקה הכירורגית.
Materials
| Buprenorphine | Par Pharmaceutical | NDC 42023-179-05 | For regional anesthesia |
| Isoflurane | Halocarbon Life Sciences | NDC 66794-017-25 | For general anesthesia |
| Magnification glasses | USA Medical-Surgical | SLR-250LBLK | At least 2.5x |
| Nikon 90i microscope | Nikon | 3417 | Motorized Fluorescence |
| Nucleospin Tissue Kit | Macherey-Nagel, Düren, Germany | 740952.5 | DNA isolation |
| Pierce BCA Protein Assay Kit | Thermo Fisher, IL, USA | 23225 | Protein quantification |
| Polyglactin suture | Ethicon | VCP451H | 4-0, 24 mm, cutting |
| Polylysine slides | VWR | 48382-117 | Microscope adhesion slides |
| Polypropylene suture | Ethicon | Y432H | 6-0, 13 mm 1/2c Taperpoint |
| RIPA buffer | Sigma-Aldrich, Missouri, USA | R0278-50ml | Protein isolation |
| Silk suture | Ethicon | VCP682G | 4-0, 24 mm, cutting |
| Trizol | Invitrogen | 15596026 | RNA isolation |
References
- Wright, N. J. Global PaedSurg Research Collaboration. Management and outcomes of gastrointestinal congenital anomalies in low, middle and high income countries: protocol for a multicentre, international, prospective cohort study. BMJ Open. 9, 030452 (2019).
- Aydin, E. Current approach for prenatally diagnosed congenital anomalies that requires surgery. Turkish Clinics Journal of Gynecology and Obstetrics. 27, 193-199 (2016).
- Nolan, H., et al. Hemorrhage after on-ECMO repair of CDH is equivalent for muscle flap and prosthetic patch. Journal of Pediatric Surgery. 54 (10), 2044-2047 (2019).
- Aydin, E., et al. Congenital diaphragmatic hernia: the good, the bad, and the tough. Pediatric Surgery International. 35 (3), 303-313 (2019).
- Aydın, E., Özler, O., Burns, P., Lim, F. Y., Peiró, J. L. Left congenital diaphragmatic hernia-associated musculoskeletal deformities. Pediatric Surgery International. 35 (11), 1265-1270 (2019).
- Aydın, E., et al. When primary repair is not enough: a comparison of synthetic patch and muscle flap closure in congenital diaphragmatic hernia. Pediatric Surgery International. 36 (4), 485-491 (2020).
- Wilson, M., Difiore, J. W., Peters, C. A. Experimental fetal tracheal ligation prevents the pulmonary hypoplasia associated with fetal nephrectomy: Possible application for congenital diaphragmatic hernia. Journal of Pediatric Surgery. 28 (11), 1433-1440 (1993).
- Mudri, M., et al. The effects of tracheal occlusion on Wnt signaling in a rabbit model of congenital diaphragmatic hernia. Journal of Pediatric Surgery. 54 (5), 937-944 (2019).
- Khan, P. A., Cloutier, M., Piedboeuf, B. Tracheal occlusion: a review of obstructing fetal lungs to make them grow and mature. American Journal of Medical Genetics. Part C, Seminars in Medical Genetics. 145 (2), 125-138 (2007).
- Chomczynski, P. A reagent for the single-step simultaneous isolation of RNA, DNA and proteins from cell and tissue samples. Biotechniques. 15 (3), 532-537 (1993).
- Beurskens, N., Klaassens, M., Rottier, R., De Klein, A., Tibboel, D. Linking animal models to human congenital diaphragmatic hernia. Birth Defects Research Part A: Clinical and Molecular Teratology. 79 (8), 565-572 (2007).
- Varisco, B. M., et al. Excessive reversal of epidermal growth factor receptor and ephrin signaling following tracheal occlusion in rabbit model of congenital diaphragmatic hernia. Molecular Medicine. 22, 398-411 (2016).
