Bir Sıçan Sakküler Yan Duvar Modelinde Neointima Oluşturan Hücrelerin Kökenini Araştırmak için Bir Hücre İzleyici Enjeksiyonu Kullanma
Özet
Endotel hücrelerini izlemek için tek noktalı, lipofilik hücre izleyici enjeksiyonu, ardından arteriyotomi ve abdominal sıçan aortunda yanak duvar anevrizmalarının dikilmesi yapıldı. Neointima oluşumu, desellülarize anevrizmalarda ana artere bağımlı görünüyordu ve hayati hücre bakımından zengin duvarlardaki anevrizma duvarı hücrelerinden işe alım ile desteklendi.
Abstract
Mikrocerrahi kırpma, intrakraniyal anevrizmalara kan akışının daha sonra bir bariyerini oluştururken, endovasküler tedavi neointima ve trombüs oluşumuna dayanır. Neointimanın endoluminal tabakasını kaplayan endotel hücrelerinin kaynağı belirsizliğini korumaktadır. Bu nedenle, bu çalışmanın amacı, halihazırda köklü Helsinki sıçan mikrocerrahi yanak anevrizma modelinde hücre izleyici enjeksiyonu sonrası neointima oluşturan hücrelerin kökenini araştırmaktır.
Yanak anevrizmaları, erkek Lewis sıçanlarında desellülarize veya vital arteriyel poşetlerin aortla uçtan yana dikilmesi ile oluşturuldu. Anevrizma sütürü ile arteriyotomiden önce, komşu damardaki endotel hücrelerini etiketlemek ve takip sırasında proliferasyonlarını izlemek için kelepçeli aort içine CM-Dil boyası içeren bir hücre izleyici enjeksiyonu yapıldı (FU). Tedavi sonrasında sarma (n = 16) veya stent (n = 15) uygulanır. FU’da (7 gün veya 21 gün), tüm sıçanlara floresan anjiyografi, ardından anevrizma hasadı ve belirli ilgi alanları için immünohistolojik hücre sayımları ile makroskopik ve histolojik değerlendirme yapıldı.
31 anevrizmanın hiçbiri takipte yırtılmamıştı. Dört hayvan erken öldü. Stentli sıçanların %75.0’ında ve %7.0’ında makroskopik olarak rezidüel perfüzyon gözlendi. Desellülarize stentlerde hücre izleyici pozitif hücre miktarı, 7. günde trombüs (p=0.01) ve 21. günde neointima (p=0.04) açısından sarmal anevrizmalara göre anlamlı derecede artmıştır. Vital anevrizmalarda trombüs veya neointimada anlamlı fark saptanmadı.
Bu bulgular, stentli anevrizmalara kıyasla sarmallarda daha kötü iyileşme paternlerini doğrulamaktadır. Neointima oluşumu özellikle desellülerize anevrizmalarda ana artere bağımlı görünürken, vital hücre bakımından zengin duvarlarda anevrizma duvarı hücrelerinden işe alım ile desteklenmektedir. Translasyon açısından, stent tedavisi yüksek oranda dejenere olmuş anevrizmalar için daha uygun olabilirken, çoğunlukla sağlıklı damar duvarlarına sahip anevrizmalar için tek başına sarma yeterli olabilir.
Introduction
İntrakraniyal anevrizmanın (İA) rüptürü sonucu gelişen subaraknoid kanama, yüksek morbidite ve mortaliteile ilişkili yıkıcı bir nöroşirürjik durumdur 1,2,3,4. Endotelden endotele doğrudan temas sağlayan mikrocerrahi kırpmaya ek olarak, endovasküler cihazlar son yıllarda rüptüre olmuş ve tesadüfen keşfedilen İA’ların tedavisinde giderek artan bir önem kazanmıştır. Endovasküler olarak tedavi edilen İA’larda iyileşme yanıtı esas olarak neointima oluşumuna ve trombüs organizasyonuna bağlıdır. Her ikisi de bitişik damardan ve anevrizma duvarından hücre göçüne bağlı olarak sinerjik süreçlerdir. 5 Endovasküler tedavi edilen anevrizmaların neointima oluşumunda endotel hücrelerinin kökeni bugüne kadar belirsizliğini korumaktadır. Literatürde, neointima oluşturan hücrelerin işe alındığı kaynak hakkında devam eden bir tartışma vardır.
Sıçanların abdominal aortunda CM-Dil boyasının hücre izleyici enjeksiyonunu kullanarak ( Materyal Tablosuna bakınız), iki farklı FU zaman noktasında (gün 7 ve gün 21) neointima oluşumunda ana arterden kaynaklanan endotel hücrelerinin rolünü analiz etmeyi amaçladık (Şekil 1). Modelin bir avantajı, anevrizma sütüründen önce bir ebeveyn arterinde in vivo olarak doğrudan lokal hücre izleyici inkübasyonudur ve daha sonraki zaman noktalarında FU’ya izin verir. Hücre izleyici inkübasyonu gibi in vivo enjeksiyon teknikleri literatürde tanımlanmamıştır. Bu tekniğin bir avantajı, modeli sağlam ve tekrarlanabilir kılan doğrudan, tek noktalı, intraoperatif, in vivo enjeksiyondur.
Protocol
Representative Results
Discussion
Bu çalışma, neointima oluşumuna anevrizma kompleksinin ana arterinden köken alan endotel hücreleri aracılığıyla aracılık edildiğini, ancak vital anevrizmalarda anevrizma duvarından türetilen hücrelerin işe alınması ile desteklendiğini göstermektedir. Bununla birlikte, dolaşımdaki progenitör hücrelerin anevrizma iyileşmesindeki rolü tartışmalı olmaya devam etmektedir12,13. Genel olarak, 31 erkek Lewis sıçanı bu araştırmaya dahil …
Açıklamalar
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Yazarlar, uzun vadeli hayvan sağlığının özel denetimi için DVM, PhD, Alessandra Bergadano’ya teşekkür eder. Bu çalışma, Araştırma Konseyi, Kantonsspital Aarau, Aarau, İsviçre ve İsviçre ulusal bilim vakfı SNF’nin (310030_182450) araştırma fonları tarafından desteklenmiştir.
Materials
| 3-0 resorbable suture | Ethicon Inc., USA | VCP428G | |
| 4-0 non-absorbable suture | B. Braun, Germany | G0762563 | |
| 6-0 non-absorbable suture | B. Braun, Germany | C0766070 | |
| 9-0 non-absorbable suture | B. Braun, Germany | G1111140 | |
| Atipamezol | Arovet AG, Switzerland | ||
| Bandpass filter blue | Thorlabs | FD1B | any other |
| Bandpass filter green | Thorlabs | FGV9 | any other |
| Bipolar forceps | any other | ||
| Bicycle spotlight | any other | ||
| Board (20 x 10 cm) | any other | ||
| Buprenorphine | Indivior, Switzerland | 1014197 | |
| Camera | Sony NEX-5R, Sony, Tokyo, Japan | ||
| Cannula (27-1/2 G) | any other | ||
| Cell count software | Image-J version 1.52n, U.S. National Institutes of Health, Bethesda, Maryland, USA, https://imagej.nih.gov/ij/ | ||
| CellTracker CM-Dil dye | ThermoFisher SCIENTIFIC, USA | C7000 | |
| Coil-Device | Styker, Kalamazoo, MI, USA | 2 cm of Target 360 TM Ultra, 2-mm diameter | |
| Desinfection | any other | ||
| Eye-lubricant | any other | ||
| Fentanyl | Sintetica, S.A., Switzerland | 98683 | any generic |
| Flumazenil | Labatec-Pharma, Switerzland | ||
| Fluoresceine | Curatis AG | 5030376 | any generic |
| Fluorescence microscope | Olympus BX51, Hamburg, Germany; Cell Sens Dimension Imaging software v1.8 | ||
| Foil mask | any other | ||
| Glucose (5%) | any other | ||
| Heating pad | Homeothermic Control Unit, Harvard, Edenbridge, England | any other | |
| Isotonic sodium chloride solution (0.9%) | Fresenius KABI | 336769 | any generic |
| Isoflurane | any generic | ||
| Longuettes | any other | ||
| Meloxicam | Boehringer Ingelheim | P7626406 | any generic |
| Medetomidine | Virbac, Switzerland | QN05CM91 | |
| Micro needle holder | any other | ||
| Midazolam | Roche, Switzerland | ||
| Monitoring-system | Starr Life Sciences Corp., 333 Allegheny Ave, Oakmont, PA 15139, United States | ||
| Needle holder | any other | ||
| O2-Face mask | any other | ||
| Operation microscope | OPMI, Carl Zeiss AG, Oberkochen, Germany | any other | |
| Oxygen | any other | ||
| Rectal temperature probe | any other | ||
| Scalpell | Swann-Morton | 210 | any other |
| Small animal shaver | any other | ||
| Smartphone | any other | ||
| Sodium dodecyl sulfate (0.1%) | Sigma-Aldrich | 11667289001 | |
| Soft feed | Emeraid Omnivore | any generic | |
| Soft tissue forceps | any other | ||
| Soft tissue spreader | any other | ||
| Stainless steel sponge bowls | any other | ||
| Stent-Device | Biotroni, Bülach, Switzerland | modified magmaris device, AMS with polymer coating, 6-mm length, 2-mm diameter | |
| Sterile micro swabs | any other | ||
| Straight and curved microforceps | any other | ||
| Straight and curved microscissors | any other | ||
| Straight and curved forceps | any other | ||
| Surgery drape | any other | ||
| Surgical scissors | any other | ||
| Syringes 1 mL, 2 mL, and 5 mL | any other | ||
| Tape | any other | ||
| Vascular clip applicator | B. Braun, Germany | FT495T | |
| Yasargil titan standard clip (2x) | B. Braun Medical AG, Aesculap, Switzerland | FT242T | temporary |
Referanslar
- Vergouwen, M. D., et al. Definition of delayed cerebral ischemia after aneurysmal subarachnoid hemorrhage as an outcome event in clinical trials and observational studies: proposal of a multidisciplinary research group. Stroke. 41 (10), 2391-2395 (2010).
- Macdonald, R. L., et al. Preventing vasospasm improves outcome after aneurysmal subarachnoid hemorrhage: rationale and design of CONSCIOUS-2 and CONSCIOUS-3 trials. Neurocritical Care. 13 (3), 416-424 (2010).
- Wanderer, S., et al. Levosimendan as a therapeutic strategy to prevent neuroinflammation after aneurysmal subarachnoid hemorrhage. Journal of Neurointerventional Surgery. , (2021).
- Wanderer, S., et al. Aspirin treatment prevents inflammation in experimental bifurcation aneurysms in New Zealand White rabbits. Journal of Neurointerventional Surgery. 14 (2), 189-195 (2021).
- Gruter, B. E., et al. Patterns of neointima formation after coil or stent treatment in a rat saccular sidewall aneurysm model. Stroke. 52 (3), 1043-1052 (2021).
- Kilkenny, C., et al. Animal research: reporting in vivo experiments: the ARRIVE guidelines. British Journal of Pharmacology. 160 (7), 1577-1579 (2010).
- Tornqvist, E., et al. Strategic focus on 3R principles reveals major reductions in the use of animals in pharmaceutical toxicity testing. PLoS One. 9 (7), 101638 (2014).
- Nevzati, E., et al. Aneurysm wall cellularity affects healing after coil embolization: assessment in a rat saccular aneurysm model. Journal of Neurointerventional Surgery. 12 (6), 621-625 (2020).
- Marbacher, S., et al. The Helsinki rat microsurgical sidewall aneurysm model. Journal of Visualized Experiments: JoVE. (92), e51071 (2014).
- Nevzati, E., et al. Biodegradable magnesium stent treatment of saccular aneurysms in a rt model – introduction of the surgical technique. Journal of Visualized Experiments: JoVE. (128), e56359 (2017).
- Gruter, B. E., et al. Testing bioresorbable stent feasibility in a rat aneurysm model. Journal of Neurointerventional Surgery. 11 (10), 1050-1054 (2019).
- Kadirvel, R., et al. Cellular mechanisms of aneurysm occlusion after treatment with a flow diverter. Radiology. 270 (2), 394-399 (2014).
- Li, Z. F., et al. Endothelial progenitor cells contribute to neointima formation in rabbit elastase-induced aneurysm after flow diverter treatment. CNS Neuroscience & Therapeutics. 19 (5), 352-357 (2013).
- Marbacher, S., et al. Intraluminal cell transplantation prevents growth and rupture in a model of rupture-prone saccular aneurysms. Stroke. 45 (12), 3684-3690 (2014).
- Frosen, J., et al. Contribution of mural and bone marrow-derived neointimal cells to thrombus organization and wall remodeling in a microsurgical murine saccular aneurysm model. Neurosurgery. 58 (5), 936-944 (2006).
- Marbacher, S., Niemela, M., Hernesniemi, J., Frosen, J. Recurrence of endovascularly and microsurgically treated intracranial aneurysms-review of the putative role of aneurysm wall biology. Neurosurgical Review. 42 (1), 49-58 (2019).
- Frosen, J. Smooth muscle cells and the formation, degeneration, and rupture of saccular intracranial aneurysm wall–a review of current pathophysiological knowledge. Translational Stroke Research. 5 (3), 347-356 (2014).
- Fang, X., et al. Bone marrow-derived endothelial progenitor cells are involved in aneurysm repair in rabbits. Journal of Clinical Neuroscience. 19 (9), 1283-1286 (2012).
- Morel, S., et al. Sex-related differences in wall remodeling and intraluminal thrombus resolution in a rat saccular aneurysm model. Journal of Neurosurgery. , 1-14 (2019).
- Gruter, B. E., et al. Fluorescence video angiography for evaluation of dynamic perfusion status in an aneurysm preclinical experimental setting. Operative Neurosurgery. 17 (4), 432-438 (2019).
- Marbacher, S., Strange, F., Frosen, J., Fandino, J. Preclinical extracranial aneurysm models for the study and treatment of brain aneurysms: A systematic review. Journal of Cerebral Blood Flow & Metabolism. 40 (5), 922-938 (2020).
- Ravindran, K., et al. Mechanism of action and biology of flow diverters in the treatment of intracranial aneurysms. Neurosurgery. 86, 13-19 (2020).
- Marbacher, S., et al. Loss of mural cells leads to wall degeneration, aneurysm growth, and eventual rupture in a rat aneurysm model. Stroke. 45 (1), 248-254 (2014).
- Morosanu, C. O., et al. Neurosurgical cadaveric and in vivo large animal training models for cranial and spinal approaches and techniques – systematic review of current literature. Neurologia i Neurochirurgia Polska. 53 (1), 8-17 (2019).
- Wanderer, S., et al. Arterial pouch microsurgical bifurcation aneurysm model in the rabbit. Journal of Visualized Experiments: JoVE. (159), e61157 (2020).
