Summary

Un protocolo modificado de trasplante de corazón heterotópico murino que coincide con los estándares contemporáneos de técnica aséptica, anestesia y analgesia

Published: September 28, 2022
doi:

Summary

El presente trabajo describe una técnica modificada para el trasplante cardíaco vascularizado heterotópico con técnica aséptica actualizada, analgesia y anestesia.

Abstract

El desarrollo de modelos experimentales de trasplante cardíaco en animales ha contribuido a muchos avances en los campos de la inmunología y el trasplante de órganos sólidos. Si bien el modelo heterotópico de trasplante cardíaco murino vascularizado se utilizó inicialmente en estudios de rechazo de injertos utilizando combinaciones de cepas de ratones endogámicos no coincidentes, el acceso a cepas modificadas genéticamente y modalidades terapéuticas puede proporcionar nuevos y poderosos conocimientos preclínicos. Fundamentalmente, la metodología quirúrgica para esta técnica no ha cambiado desde su desarrollo, especialmente con respecto a factores importantes como la técnica aséptica, la anestesia y la analgesia, que tienen impactos materiales en la morbilidad y mortalidad postquirúrgica. Además, se espera que las mejoras en el manejo perioperatorio proporcionen mejoras tanto en el bienestar animal como en los resultados experimentales. Este artículo informa sobre un protocolo desarrollado en colaboración con un experto en anestesia veterinaria y describe la técnica quirúrgica con énfasis en el manejo perioperatorio. Además, discutimos las implicaciones de estos refinamientos y proporcionamos detalles sobre la solución de problemas de pasos quirúrgicos críticos para este procedimiento.

Introduction

Debemos gran parte de nuestra comprensión de la inmunología y el trasplante a la investigación basada en modelos experimentales de trasplante de órganos sólidos utilizando sujetos animales. Desde la primera descripción del trasplante cardíaco vascularizado en mamíferos1, tales modelos han contribuido al conocimiento en amplios dominios, incluyendo la aplicación terapéutica de la hipotermia2, los beneficios del uso de suturas especializadas3 y técnicas para homotrasplantes totales de pulmón y corazón4. El desarrollo de modelos de trasplante cardíaco en ratas 5,6 proporcionó un alcance más amplio para la experimentación inmunológica debido a la disponibilidad de diferentes líneas de reproducción. La gama sustancialmente más amplia de cepas de ratones endogámicos y mutantes disponibles llevó a Corry et al.7 a desarrollar una técnica de trasplante cardíaco heterotópico murino debido a las considerables ventajas que este rango aporta a la investigación del trasplante. Este modelo ha sido ampliamente utilizado y ha contribuido para una mayor comprensión del rechazo del injerto8 y de la terapéutica9. Desde su primera descripción, sin embargo, la técnica se ha mantenido prácticamente sin cambios, aparte de algunos detalles técnicos menores, como los ajustes en la posición de los sitios anastomóticos10,11.

Desde la integración de la técnica de Corry et al.7 en nuestros experimentos, hemos identificado áreas prometedoras para mejorar el protocolo, a saber, las de la técnica aséptica, la anestesia y la analgesia. Se esperaba que las mejoras en estas áreas ofrecieran un impacto positivo en los resultados experimentales y mejoraran el bienestar animal. Esto ha sido demostrado previamente cuando la técnica aséptica es utilizada en cirugías de animales pequeños, ya que ayuda en la reducción de infecciones postoperatorias12, lo que no sólo afecta la morbilidad y la mortalidad, sino que también puede comprometer los experimentos diseñados para evaluar la respuesta inmune después de la cirugía de trasplante. Desde un punto de vista anestesia y analgésico, el uso de un régimen refinado ayuda a reducir el costo para los animales y equilibrar el argumento ético de este modelo quirúrgico al mitigar el dolor y el sufrimiento de los sujetos experimentales. Además, la anestesia y la analgesia adecuadas limitan la respuesta al estrés asociado al dolor, mejorando la calidad de la recuperación postoperatoria y, en última instancia, aumentando la tasa de éxito quirúrgico13.

Con el objetivo de mejorar tanto el bienestar animal como los resultados experimentales, se desarrolló un protocolo con ajustes para cerrar estas brechas. Este protocolo ha sido adaptado del descrito originalmente por Corry et al.7 con la consulta de un anestesista veterinario y teniendo debidamente en cuenta tanto los efectos como la duración de los efectos de las intervenciones farmacológicas utilizadas en el régimen anestésico y analgésico. El abordaje se basó en los principios de anestesia balanceada y analgesia multimodal para asegurar una adecuada atención perioperatoria14. Además de la aplicación de la técnica aséptica, el opioide buprenorfina y el anestésico local bupivacaína se administraron de forma preventiva. La anestesia general se realizó utilizando el agente anestésico inhalante isoflurano.

Protocol

Esta investigación se realizó de acuerdo con el Código de Prácticas para el Cuidado y Uso de Animales con Fines Científicos15 y aprobado bajo los Protocolos de Ética Animal RA/3/100/1568 y AE173 (Comité de Ética Animal de la Universidad de Australia Occidental y Comité de Ética Animal del Instituto Harry Perkins de Investigación Médica, respectivamente). Consulte la Tabla de materiales para obtener detalles sobre todos los materiales, instrumentos y animales utilizados…

Representative Results

Para determinar la efectividad de la técnica quirúrgica para promover buenos resultados de cicatrización de heridas y recuperación de ratones, los primeros experimentos en el laboratorio determinaron las características de supervivencia de una gama de injertos cardíacos de inmunogenicidad variable para el receptor. Estos incluyeron injertos congénicos (n = 5) y singénicos (n = 5), que comparten los mismos marcadores del complejo principal de histocompatibilidad (MHC) que el receptor, e injertos de desajuste mayor…

Discussion

El modelo de trasplante cardíaco ortotópico murino es un modelo preclínico robusto utilizado principalmente para investigar los efectos del desajuste del MHC sobre el nivel y la naturaleza del rechazo inmunológico y, más recientemente, el efecto del trasplante sobre la retención de la inmunidad residente en el tejido del injerto16. Aunque inicialmente seguimos de cerca el protocolo de Corry et al.7 , hemos refinado el protocolo para incorporar estándares de mejores p…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Los autores desean reconocer los excelentes esfuerzos del personal de cuidado de animales de la Universidad de Australia Occidental y del Instituto Harry Perkins de Investigación Médica, cuya dedicación y experiencia contribuyeron a la viabilidad y el éxito de estas cirugías.

Materials

2030 Rycroft irrigating cannula 30 G McFarlane 56005HU
Braided surgical silk 7-0
Bulldog clamp curved – 35 mm  Roboz RS-7441-5
Bupivacaine 0.25% 
Buprenorphine
Castroviejo needle holder catch curved -  145 mm Haag-Streit 11.62.15
Chlorhexidine 5% solution Ebos JJ61371
Cotton-tipped applicator – 7.5 cm Dove SN109510
Ethanol 70% solution Ebos WH130192EE
Gauze 5 x 5 cm white Aero AGS50
Gelfoam 80 mm x 125 mm  Pfizer 7481D
Hair clipper Wahl 9860L
Heparin 1,000 IU in 1 mL
Iris SuperCut scissors straight – 11.5 cm   Inka Surgical  11550.11
Isoflurane vaporiser Darvall 9176
Micro bulldog clamp – 3.7 cm Greman 14119-G
Micro scissors curved 105 mm 
Micropore plain paper surgical tape – 2.5 cm wide Ebos 7810L
Microsurgical scissors – curved tip
Monofilament polyprolene suture – 5/0 Surgipro P-205-X
Myweigh i101 Precision Scale 100 g x 0.005 g Myweigh Kit00053
Needle – 30 G x 0.5 inch BD BD304000
Needleholder 15 cm curved "super fine" Surgical Specialists ST-B-15-8.2
Nylene 10/0 x 15 cm on 3.8 mm 3/8 circle round bodied taper (diam 0.07mm) CV300
Round body suture forceps curved 0.3 mm 120 mm B. Braun FD281R
Round body suture forceps straight 0.3 mm 120 mm B. Braun FD280R
Round handled vannas spring scissors-str/12.5 cm 15400-12
Spring scissors-Cvd Sm blades 15001-08
Stevens scissors blunt straight 110 mm
Surgical backboard Rigid laminated cardboard. 15 x 15 cm
Surgical drapes Cut into two sizes. 25 cm x 25 cm, and 25 cm x 40 cm 
Surgical microscope
Syringe – 1 mL BD 592696
Syringe – 3 mL Leica M651
Toothed forceps BD 309657
University of Wisconsin Solution
Warming pad Far infrared warming pad 20 x 25 cm
Westcott spring scissors
Yasargil clip applier bayonet Aesculap FE582K
Yasargil titanium clip perm 6.6 mm Aesculap A19FT222T
Mouse usage
Strain/SEX/Weight Donor Recipent
BALB/c, female, 19-23 g 7 21
C57BL/6, female, 17-20 g 7 0
CD45.1 BALB/c, female, 17-21 g 5 0

References

  1. Mann, F. C., Priestley, J. T., Markowitz, J., Yater, W. M. Transplantation of the intact mammalian heart. Archives of Surgery. 26 (2), 219-224 (1933).
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Cite This Article
Singer, D. A., Musk, G. C., Huang, W. H., Liu, L., Kaur, J., Watson, M., Prosser, A., Lucas, M., Lucas, A. A Modified Murine Heterotopic Heart Transplant Protocol Matching Contemporary Standards of Aseptic Technique, Anesthesia, and Analgesia. J. Vis. Exp. (187), e64284, doi:10.3791/64284 (2022).

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