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Method Article
Ici, nous décrivons la préparation et les détails techniques de la transplantation cardiaque hétérotopique murine à l’aide d’un cœur de donneur de mort circulatoire.
L’objectif de ce protocole est de mettre en place un modèle de transplantation cardiaque hétérotopique chez le rat avec don de cœurs de donneurs après mort circulatoire (DCD). Il existe deux configurations pour ce protocole : la configuration du donneur de cœur et la configuration du receveur. Dans la configuration du donneur de cœur, les rats Sprague Dawley sont anesthésiés, intubés par endotrachée et ventilés. L’artère carotide droite est canulée pour libérer l’héparine et l’agent paralysant vecuronium-bromure. Le processus DCD est initié par la fin de la ventilation. Après 20 min, le cœur est exposé et l’aorte distale à la branche brachiocéphale est clampée. À 25 minutes de l’arrêt du ventilateur, une solution glacée de l’Université du Wisconsin (UW) est perfusée à travers le cathéter carotidien pour rincer le cœur. Le cœur est obtenu en divisant l’aorte, l’artère pulmonaire, les veines caves et les veines pulmonaires et stocké dans une solution UW pour l’implantation. Dans la configuration du receveur, le rat Lewis est anesthésié avec de l’isoflurane. La buprénorphine à libération lente est administrée par voie sous-cutanée pour faciliter une récupération postopératoire en douceur. Par une incision abdominale médiane, l’aorte infrarénale et la veine cave inférieure sont isolées et clampées à l’aide d’une pince vasculaire atraumatique. L’aorte cardiaque et l’artère pulmonaire du donneur sont suturées à l’aorte abdominale et à la veine cave receveuses, respectivement, avec un 8-0 Prolène. La pince vasculaire est retirée pour reperfuser le cœur. La paroi abdominale est fermée et le rat est rétabli. Après un intervalle déterminé (24 h à 2 semaines), le rat receveur est anesthésié, le cœur transplanté est exposé et un cathéter à ballonnet est inséré dans le ventricule gauche via l’apex pour enregistrer la pression développée et le dP/dt à l’aide d’un système d’acquisition de données. Le tissu cardiaque est prélevé à des fins d’histologie, d’immunologie ou d’analyse moléculaire. Un modèle réussi de transplantation cardiaque de rat donneur de DDC permettra d’autres études sur les approches cardioprotectrices pour améliorer les résultats de la transplantation cardiaque chez les donneurs de DDC.
Un petit modèle animal de transplantation cardiaque (HTx) est essentiel pour mener des recherches sur les conditions physiopathologiques qui affectent le cœur transplanté. La HTx hétérotopique dans un modèle murin, telle que décrite par Oto et Lindsey, a permis aux chercheurs d’étudier les changements physiopathologiques observés dans les conditions d’ischémie et de reperfusion1. Traditionnellement, les cœurs de donneurs pour la transplantation ont été obtenus à partir de donneurs à cœur battant, également connus sous le nom de donneurs après la mort cérébrale (DBD) ; cependant, il y a eu une augmentation disproportionnée du nombre de patients ayant besoin de HTx2. Plus récemment, des cœurs de donneurs de mort circulatoire, également connus sous le nom de donneurs de mort circulatoire (DCD), ont été utilisés pour la transplantation dans des contextes expérimentaux3. La principale distinction entre les cœurs de donneurs DBD et DCD est que, dans ce dernier, les cœurs sont soumis à des durées variables d’ischémie, ce qui exclut leur utilisation dans la pratique régulière de HTx.
La littérature précédemment décrite sur l’HTx hétérotopique murin n’a utilisé que des conditions de donneur de cœur battant 4,5,6. La transplantation cardiaque hétérotopique DCD nécessite des modifications subtiles, sans lesquelles le cœur transplanté ne battra pas7. Ce protocole vise à partager avec les lecteurs une technique raffinée de DCD HTx chez le rat. L’ischémie myocardique globale est inhérente au don d’organes DCD. Un dispositif expérimental imitant l’ischémie myocardique globale n’a été étudié que dans la configuration ex vivo 5. Les résultats des études ex vivo peuvent ne pas s’appliquer aux travaux sur le DCD HTx, car il existe des différences significatives entre les modèles d’ischémie globale in vivo (DCD) et ex vivo 5. Les résultats, ou l’absence de résultats, des interventions visant à atténuer l’ischémie myocardique de reperfusion dans des modèles ex vivo peuvent ne pas être reproductibles dans le modèle DCD HTx. Par conséquent, il est essentiel de simuler le DCD HTx humain dans un modèle animal, dont les résultats peuvent avoir une valeur translationnelle plus élevée. Le modèle DCD HTx décrit ici permettra au chercheur de simuler étroitement le DCD HTx clinique et offrira la possibilité d’atténuer les lésions de reperfusion grâce à des interventions à la fois dans le cœur du donneur et chez le receveur. Lors de la récupération du rat receveur, la fonction cardiaque, l’histopathologie et l’immunologie du cœur transplanté peuvent être étudiées à des intervalles variables à partir du moment de la transplantation.
Toutes les expériences sur les animaux ont été menées conformément aux directives institutionnelles et au Guide for the Care and Use of Laboratory Animals, publié par les National Institutes of Health (publication NIH n° 86-23, révisée en 2011)8. Les procédures suivantes ont été approuvées par le comité institutionnel de protection et d’utilisation des animaux de l’Université du Commonwealth de Virginie. Toutes les procédures ont été effectuées conformément aux directives de l’OSHA (Occupational Safety and Health Administration) et aux techniques stériles recommandées9. Les rats Sprague Dawley ont été logés dans un environnement humide contrôlé à une température de 23 °C et pendant 12 heures avec des cycles sombre/lumière.
1. Configuration du laboratoire
REMARQUE : Attribuez un espace dédié pour effectuer des chirurgies de survie stériles de rongeurs avec un microscope opératoire. Maintenir la température ambiante de la salle d’opération à un niveau chaud ; L’utilisation de coussins chauffants à la fois pour la chirurgie et le processus de récupération est essentielle pour maintenir la température corporelle du rat receveur.
2. Préparation in vivo du donneur de DCD chez le rat
3. Transplantation cardiaque hétérotopique DCD in vivo chez le rat
4. Récupération et surveillance
5. Prélèvement et transplantation du cœur battant témoin
6. Évaluation de la fonction cardiaque transplantée :
24 h à 14 jours après la transplantation cardiaque hétérotopique, l’abdomen peut être rouvert et le cœur peut être exposé pour mesurer la pression développée par le ventricule gauche. Un cathéter à ballonnet est inséré dans le ventricule gauche du cœur DCD (ou CBD) pour mesurer la pression développée (DP), le max +dP/dt et le min −dP/dt. La figure 7 montre un exemple des DP, +dP/dt et −dP/dt attendus d’un cœur DCD par rapport à un ...
Pour qu’un rat hétérotopique DCD HTx réussisse, il est essentiel qu’une configuration méticuleuse et réfléchie de l’expérience soit établie. La configuration détaillée prend en compte plusieurs facteurs, notamment 1) la sélection de jeunes rats comme donneurs de DCD, 2) l’utilisation de l’isoflurane comme agent anesthésique de choix, 3) l’administration efficace de la cardioplégie au cœur du donneur, 4) le stockage du cœur du donneur dans une solution glacée, ...
Les auteurs de ce manuscrit n’ont aucun conflit d’intérêts à divulguer.
Ce travail a été soutenu par une bourse d’examen du mérite accordée au Dr Mohammed Quader (1I01 BX003859) et des fonds du Pauley Heart Center à Mohammed Quader et au Dr Stefano Toldo.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
5-0 nylon suture polyamide monofilament | Aros Surgical | SP17A05N-45 | |
5-0 silk suture | Surgical Specialties | SP116 | |
8-0 monofilament suture | Aros Surgical | T06A08N14-13 | |
Autoclave | Steris | Amsco Lab 250 | |
BD Insulin Syringe with Detachable Needle 1 mL Syringes | Fisher Scientific | 14-820-28 | |
BD Syringe with Luer-Lok Tips (Without Needle) 10 mL Syringes | Fisher Scientific | 14-823-16E | |
Belzer University of Wisconsin cold storage solution | Bridge to Life Northbrook IL USA | Adenosine 1.34 g/L, Allopurinol 0.136 g/L, Glutathione 0.922 g/L, Lactobionic Acid (as Lactone) 35.83 g/L, Magnesium Sulfate heptahydrate 1.23 g/L, Pentafraction 50 g/L, Potassium Hydroxide 5.61 g/L, Potassium Phosphate monobasic 3.4 g/L, Raffinose pentahydrate 17.83 g/L | |
Buprenorfin SR Lab | Zoopharm LLC | ||
Debakey atraumatic pediatric multi-angle vascular clamp | Aesculap | F341T | |
Exel International Disposable Safelet I.V. Catheters 14 G | Fisher Scientific | 14-841-10 | |
Exel International Disposable Safelet I.V. Catheters 22 G | Fisher Scientific | 14-841-20 | |
Fogarty catheter size 4F | Edwands Lifesciences | 120404F | |
Forceps with curved tips | Accurate Surgical & Scientific Instruments Corporation | ASSI.228 | |
Gaymar Heating pump | Braintree Scientific, Braintree, MA, USA | TP700 | |
Germinator-500 | Braintree Scientific | ||
Heparin Sodium Injection, USP 1,000 U/mL | Pfizer | NDC 0069-0137-01 | |
Iris micro-scissors with straight tips | Accurate Surgical & Scientific Instruments Corporation | ASSI.5253 | |
Isoflurane USP | Patterson Veterinary | NDC 14043070406 | |
Ketamine HCl 100 mg/mL | Henry Schein | NDC 6745710810 | |
Lidocaine HCl 2% | Aspen Veterinary | 07-892-4325 | |
McKesson General Medical 6IN Q-TIPS 2STER WOOD 100/PACK | Fisher Scientific | NC0650323 | sterile cotton tip applicators |
Micro-scissors, right angle and curved tips | Braintree Scientific | SC-MS 154 | |
Needle holder | Accurate Surgical & Scientific Instruments Corporation | ASSI.BSL158 | with the lock mechanism removed |
Normal Saline | Baxter Infusion supplies | ||
PowerLab station | AD Instruments, Denver, CO | data acquisition system | |
Sodium Hydroxide/Hydrochloric Acid | adjust the solution to pH 7.4 | ||
Sprague Dawley rats | male, 8–16 weeks of age, <400 g in weight | ||
Surgical Microscope | Leika | Model M525 F40 | |
Surgicel | Ethicon | absorbable hemostat | |
Temperature probe Therma Waterproof Type T High Precision Thermocouple Meter | Thermoworks | THS-232-107 | |
Tweezers with high precision point | Excelta | 17-456-109 | |
Vecuronium Bromide | Sigma-Aldrich | PHR1627 | diluted in PBS for 100 mg/mL |
Ventelite | Harvard Apparatus, Holliston, MA, USA | ||
Xylazine 100 mg/mL | Pivetal Anased | NDC 04606675002 |
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