Summary

Una tecnica chirurgica modificata per il trapianto di rene nei topi

Published: July 22, 2022
doi:

Summary

Questo protocollo presenta una nuova tecnica chirurgica di trapianto di rene di topo incentrata su una strategia di anastomosi arteriosa modificata. Viene anche presentata una tecnica di sutura vascolare che include un metodo di anastomosi uretere-vescica semplice e più sicuro. Queste modifiche riducono i tempi di operazione e migliorano il tasso di successo della procedura di trapianto di rene di topo.

Abstract

Il trapianto di rene nei topi è una procedura chirurgica complicata e impegnativa. Ci sono pochissime pubblicazioni che dimostrano i passaggi chiave di questa operazione. Pertanto, questo articolo introduce la tecnica e sottolinea gli avvertimenti chirurgici associati a questa operazione. Inoltre, vengono dimostrate importanti modifiche rispetto alla procedura convenzionale. In primo luogo, una patch dell’aorta addominale viene tagliata e preparata in modo che le biforcazioni prossimali dell’arteria renale, compresa l’arteria ureterale, vengano transettate insieme al rene donatore in blocco. Ciò riduce il rischio di necrosi dell’uretere ed evita lo sviluppo di un’occlusione delle vie urinarie. In secondo luogo, viene dimostrato un nuovo metodo di anastomosi vascolare che consente all’operatore di aumentare o diminuire in modo flessibile le dimensioni dell’anastomosi dopo che la riperfusione del trapianto renale è già stata avviata. Ciò evita lo sviluppo di stenosi dei vasi e sanguinamento intraaddominale. In terzo luogo, viene mostrata una tecnica che consente l’anastomosi del delicato uretere donatore e della vescica ricevente che non causa un trauma. L’adozione di questo protocollo può ridurre i tempi di operazione e ridurre il danno alla vescica del ricevente, aumentando così significativamente il tasso di successo dell’operazione per i topi riceventi.

Introduction

Da quando Sakowitz et al. hanno sviluppato modelli murini di trapianto di rene nel 1973 per la prima volta1, si è dimostrato un importante strumento sperimentale per studiare i meccanismi del danno ischemico da trapianto e del rigetto alloimmune, nonché per lo sviluppo di nuovi trattamenti volti a prolungare la sopravvivenza dell’allotrapianto e possibilmente a raggiungere la tolleranza immunologica. Tuttavia, la tecnica chirurgica si è dimostrata complessa e molto impegnativa, a volte con complicazioni come stenosi anastomotiche vascolari che portano a fallimento del trapianto di rene prerenale non immunologico2, insufficienza postrenale causata da ischemia e successiva necrosi dell’uretere trapiantato, stenosi dell’anastomosi dell’uretere trapiantato e / o della vescica urinaria del ricevente che porta a un’interruzione del deflusso urinario. Tutti questi sono i motivi per cui il trapianto renale nei topi non è stato ulteriormente sviluppato e quindi non è ampiamente utilizzato. Stabilire un modello di trapianto di rene di topo efficace e stabile a lungo termine senza complicazioni del tratto vascolare e urinario ha ancora un significato insostituibile per molti studi nel campo dei trapianti con particolare attenzione alle malattie immunitarie renali mediate ma anche infettive3. Inoltre, rispetto ad altri trapianti di organi in modelli murini come il trapianto di polmone, cuore e intestino 4,5, il modello di trapianto di rene di topo offre la possibilità di studiare la sopravvivenza a lungo termine anche nel contesto della maggiore disparità antigenica di istocompatibilità 3,6. È stato anche dimostrato che nello stesso contesto di combinazioni di ceppi donatore-ricevente diversi trapianti di organi come cuore o rene sono caratterizzati da diverse dinamiche e insorgenze di rigetto dell’allotrapianto3. Inoltre, dal punto di vista nefrologico, è un modello più adatto per lo studio dei meccanismi di immunoregolazione mediata parenchimale nel contesto di eventi di rigetto acuto e cronico rispetto ai semplici esperimenti di trapianto cutaneo.

Sulla base di precedenti rapporti sulla tecnica chirurgica del trapianto di rene nei topi 3,7,8,9, dimostriamo qui i seguenti miglioramenti affidabili che sono stati applicati con successo negli ultimi 10 anni all’interno del nostro gruppo 10,11,12: In primo luogo, l’arteria ureterale è conservata in modo sicuro poiché l’arteria renale viene resecata in blocco insieme alla rispettiva parte dell’aorta addominale. In secondo luogo, una nuova, semplice e rapida tecnica di un’anastomosi vascolare senza nodi in cui il punto finale dell’anastomosi non è legato alla fine della cravatta superiore come l’approccio tradizionale, ma rimane libero. Questa tecnica consente di aumentare o diminuire le dimensioni dell’anastomosi dopo riperfusione renale per evitare la stenosi vascolare e il sanguinamento intraaddominale. In terzo luogo, gli aghi per siringhe da 21 G e 30 G sono stati utilizzati come strumento ausiliario di guida della puntura al fine di impiantare l’uretere donatore nella parete della vescica del ricevente riducendo il danno alla vescica del ricevente e facilitando la formazione di anastomosi libera da stenosi.

In questo rapporto, abbiamo anche confrontato la tecnica tradizionale ampiamente utilizzata con quella modificata che è stabilita nel nostro laboratorio e non abbiamo trovato differenze significative nel grado di atrofia tubulare renale e fibrosi del tessuto interstiziale del trapianto di rene. In studi precedenti, abbiamo inoltre confrontato i risultati di questa nuova tecnica con il metodo convenzionale in termini di sanguinamento locale, trombosi, tempo per l’esecuzione dell’anastomosi vascolare e tasso di sopravvivenza. Abbiamo riscontrato miglioramenti come riduzioni significative degli eventi di trombosi locale (1,1% contro 6,6%), un tempo ridotto per la procedura di anastomosi e una sopravvivenza a lungo termine dell’innesto singenico renale altamente riproducibile (95% contro 84% con l’approccio classico)10.

Protocol

Tutti gli esperimenti sugli animali sono stati condotti secondo le linee guida della direttiva 2010/63/UE del Parlamento europeo sulla protezione degli animali utilizzati a fini scientifici (Carta etica degli animali: Ministero della sicurezza alimentare e farmaceutica della Bassa Sassonia, #33.9-42502-04-11/0492). Eseguire procedure utilizzando strumenti chirurgici sterili e materiali di consumo (autoclavati) e cercare di mantenere l’area operatoria il più sterile possibile. NOTA: I topi mas…

Representative Results

Quattro settimane dopo il trapianto, sia la tecnica modificata che la tecnica convenzionale hanno mostrato segni moderati di atrofia tubulare renale14,15 rispetto ai reni controlaterali riceventi nativi (Figura 1). Il grado di atrofia dei tubuli renali non ha dimostrato alcuna differenza significativa tra le due diverse tecniche. La colorazione tricroma di Masson Goldnerin 14,15</s…

Discussion

Mentre il modello di trapianto di pelle nei topi è semplice e facile da eseguire per studiare gli eventi di rigetto alloimmune, le tecniche chirurgiche per indagare più specificamente le alterazioni infiammatorie correlate all’alloimmune dopo il cuore16 e il trapianto di rene10 si sono dimostrate complesse e molto impegnative. Dal punto di vista del nefrologo dei trapianti, l’istituzione di un modello di trapianto renale di topo efficace e stabile a lungo termine ha ancor…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Ringraziamo il team del Dr. Tiantian Bai per l’aiuto con la voce fuori campo, Miss Mian Pao per il suo aiuto nell’illustrazione medica. Questo lavoro è stato sostenuto in parte dalla German Research Foundation (DFG) per promuovere collaborazioni internazionali (HO2581/4-1 a AH) e dalla National Science Foundation of China (NSFC; #81760291 a FJ).

Materials

30G-needles Braun 456300
acepromazine CP Pharma Tranquisol P
Bepanthen eye ointment Haus-Apotheke PZN 01578675
Bonn Micro Forceps FST 11083-07
Box for insulation and oxygen supply device RUSKINN INVIV
C57BL/6J  mice Charles River. Germany no catalog number
Carprofen Zoetis Rimadyl 50 mg/ml
CATHETER-FEP 26G TERUMO Surflo-W
Clip Applicator Forceps Style FST 18057-14
Curved forceps WPI 14114-G
Cutasept skin disinfection VWR BODL980365
Dehydrator DIAPATH Donatello
electrosurgical pen Bovie CHANGE-A-TIP
Embedding machine Wuhan Junjie Electronics Co., Ltd JB-P5
Ethanol Sinopharm Group Chemical Reagent Co. LtD 100092683
Frozen platform Wuhan Junjie Electronics Co., Ltd JB-L5
gauze pads, cotton swabs Lohmann-Rauscher 13353
Glass slide Servicebio G6004
HE dye solution set Servicebio G1003
Heating mat THERMO MAT PRO 30W HTP-30
hemostatic sponge CuraSpon J1276A
heparine-solution Haus-Apotheke PZN 03029820
ice box PETZ No Catalog Number available
Imaging system Nikon Nikon DS-U3
Inhalation anesthesia device GROPPLER BKGM 0616
isoflurane CP Pharma Isofluran CP 1 ml/ml
ketamine Zoetis no catalog numer
Masson dye solution set Servicebio G1006
metamizole WDT no catalog numer
Micro scissors FST 15000-00,15000-10
Micro Serrefine ( Clamp ) Angled / 16 mm FST 18055-06
Microscope Leica LEICAMZ6
Microscope light SCHOTT KL2500LED
Neutral gum SCRC 10004160
Oven Tianjin Laibo Rui Instrument Equipment Co., Ltd GFL-230
Pathology slicer Shanghai Leica Instrument Co., Ltd RM2016
Saline solution (NaCl 0.9 %) Haus-Apotheke PZN 06178437
scissors Peha Instruments 991083/4
Slides Servicebio
small Petri dish Sarstedt 8,33,900
straight forceps WPI 14113-G
surgical tape BSN 4120
Suture Tying Forceps – 10 cm FST 18025-10
Sutures(10-0) Medtronic N2540
Sutures(4-0) ETHILON V4940H
Sutures(7-0) ETHILON 1647H
Syringe (0,3 mL) BD 324826
Syringe (1 mL) BD 320801
Tissue spreader Zhejiang Kehua Instrument Co., Ltd KD-P
Upright optical microscope Nikon Nikon Eclipse E100
xylazine Bayer Rompun
Xylene Sinopharm Group Chemical Reagent Co. LtD 10023418

References

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Cite This Article
Yin, D., Fu, J., Chen, R., Shushakova, N., Allabauer, I., Wei, X., Schiffer, M., Dudziak, D., Rong, S., Hoerning, A. A Modified Surgical Technique for Kidney Transplantation in Mice. J. Vis. Exp. (185), e63434, doi:10.3791/63434 (2022).

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