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Method Article
Le débit de filtration glomérulaire (DFG) est le marqueur idéal pour évaluer la fonction rénale. Cependant, la méthode de mesure standard utilisant l’injection d’inuline avec analyse de sang et d’urine en série n’est pas pratique. Cet article décrit une méthode pratique pour mesurer le DFG par voie transdermique chez les porcelets.
La mesure transdermique du débit de filtration glomérulaire (DFG) a été utilisée pour évaluer la fonction rénale chez les animaux conscients. Cette technique est bien établie chez les rongeurs pour étudier les lésions rénales aiguës et les maladies rénales chroniques. Cependant, la mesure du DFG à l’aide du système transdermique n’a pas été validée chez les porcs, une espèce ayant un système rénal similaire à celui des humains. Par conséquent, nous avons étudié l’effet de la septicémie sur le DFG transdermique chez des porcs nouveau-nés anesthésiés et ventilés mécaniquement. La septicémie polymicrobienne a été induite par ligature et ponction (CLP). Le système de mesure du DFG transdermique consistant en un capteur de fluorescence miniaturisé a été fixé à la peau rasée du porc pour déterminer la clairance de la sinistrone conjuguée à l’isothiocyanate de fluorescéine (FITC), un traceur de DFG injecté par voie intraveineuse. Nos résultats montrent qu’à 12 h post-CLP, la créatinine sérique augmentait avec une diminution du DFG. Cette étude démontre, pour la première fois, l’utilité de l’approche DFG transdermique dans la détermination de la fonction rénale chez les porcs néonatals ventilés mécaniquement.
Une évaluation pratique et quantitative de la fonction rénale est la mesure du débit de filtration glomérulaire (DFG), qui indique dans quelle mesure les reins filtrent le sang sur la base du principe de clairance1. Une méthode antérieure de mesure du DFG implique l’injection intraveineuse de composés exogènes tels que l’inuline ou la sinistrine, en effectuant des mesures en série des niveaux plasmatiques/urinaires pour détecter leur clairance 2,3. Cette méthode est lourde et nécessite la collecte en série d’échantillons de plasma et d’urine4. Une alternative est la mesure des produits finaux métaboliques endogènes tels que la créatinine. Cependant, cela prend du temps et, parfois, est imprécis, car il est non seulement filtré par le glomérule mais également sécrété par les tubules 5,6. De plus, le taux de créatinine est influencé par le sexe, l’âge, l’alimentation et la masse musculaire 7,8,9.
Une mesure plus précise, peu invasive et largement utilisée du DFG est l’utilisation de moniteurs de DFG transdermiques, qui mesurent le DFG en temps réel chez les animaux 4,10. La sinistrine, un marqueur rénal exogène hautement soluble et librement filtré, est marquée avec de l’isothiocyanate de fluorescéine (FITC). Ce composé conjugué est injecté par voie intraveineuse et la fonction rénale en temps réel peut être évaluée sans prélèvement d’échantillons de sang etd’urine 11. L’utilisation de la mesure du DFG transdermique a été validée chez les rongeurs12, les chiens 13 et les chats14, mais pas chez les porcs.
Les espèces porcines partagent plusieurs caractéristiques anatomiques et physiologiques avec les humains, ce qui en fait des animaux idéaux pour l’étude de diverses maladies humaines15. L’utilisation de porcs dans la recherche biomédicale translationnelle est devenue de plus en plus populaire et préférée aux modèles de rongeurs parce qu’elle imite la physiologie humaine et la physiopathologie16. Les porcs néonatals sont intéressants pour comprendre les mécanismes des maladies propres aux patients pédiatriques17. En outre, les progrès récents de la transplantation de porcs à organes humains incitent à élargir les outils de diagnostic pour les essais précliniques et cliniques 18,19,20,21. Cet article, pour la première fois, fournit un guide pour l’utilisation du dispositif transdermique dans la mesure du DFG chez les porcs nouveau-nés.
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Les procédures sont rédigées conformément aux normes nationales pour le soin et l’utilisation des animaux de laboratoire et ont été approuvées par le Comité institutionnel de soin et d’utilisation des animaux (IACUC) du Centre des sciences de la santé de l’Université du Tennessee (UTHSC).
REMARQUE: Les porcelets du groupe expérimental sont soumis à une ligature et à une ponction des cæcales, tandis que le groupe simulé ne subit qu’une ouverture de l’abdomen sans ligature ou ponction des cæcales. Les porcelets des deux groupes sont maintenus sous anesthésie pendant 12 heures après l’intervention afin de laisser suffisamment de temps pour que la septicémie et les lésions rénales aiguës (IRA) s’ensuivent dans le groupe expérimental. La mesure transdermique du DFG suivra 8 h après l’intervention pour un total de 12 h.
1. Approvisionnement et logement des porcelets
2. Préparation préopératoire
3. Anesthésie
4. Trachéostomie
REMARQUE: Cette expérience est la non-survie, donc une trachéotomie est effectuée pour établir une voie respiratoire pour la ventilation mécanique. La trachéostomie est une procédure rapide et facile, par opposition à l’intubation endotrachéale, qui est difficile chez les porcelets compte tenu de l’anatomie de leur tête et de leurs voies respiratoires supérieures24,25. De plus, un laryngospasme est fréquemment signalé pendant l’intubation, entraînant une période prolongée d’hypoxie et d’hypercarbie pouvant compromettre les résultats26.
5. Canulation des vaisseaux fémoraux
6. Maintien de l’anesthésie, des liquides et des gaz du sang
7. Groupe expérimental; ligature et perforation des cæcaux (CLP) 25,28,29
REMARQUE : Pour les porcelets du groupe expérimental, effectuer une CLP pour induire une septicémie polymicrobienne28 et surveiller l’animal pendant 12 heures après la chirurgie afin de laisser suffisamment de temps pour qu’une septicémie sévère s’ensuive. L’enregistrement transdermique du DFG commence à 8 h après la ligature des cæcaux pour permettre 4 h d’enregistrement.
8. Groupe Sham
9. Configuration du dispositif de DFG transdermique
10. Préparation et injection de FITC-sinistrin
11. Enregistrement transdermique du DFG
12. Mesure du DFG
13. Euthanasie des porcelets
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Dans cette section, nous présentons pour la première fois les données représentatives de l’utilisation du DFG transdermique chez les porcs nouveau-nés. Nous avons utilisé un modèle de ligature et de ponction des cæcaux dont il a déjà été démontré qu’il diminuait la fonction rénale28. En conséquence, nous avons émis l’hypothèse que chez nos porcs CLP, il devrait y avoir une baisse aiguë du DFG correspondant à l’IRA, ce qui devrait être détecté sur le dispositif de DFG...
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Cet article décrit les étapes pratiques pour déterminer la fonction rénale chez les porcs à l’aide des moniteurs de DFG transdermique miniaturisés et de la FITC-sinistrin dans un modèle de porc néonatal anesthésié et ventilé mécaniquement. Des articles antérieurs ont établi des protocoles expérimentaux de DFG transdermique chez les rongeurs11,12,14, mais aucun protocole n’existe chez les porcs.
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Aucun.
Cette étude a été soutenue par les subventions R01 DK120595 et R01 DK127625 des National Institutes of Health accordées au Dr Adebiyi. Le contenu de cet article relève de la seule responsabilité des auteurs et ne représente pas nécessairement les opinions officielles des National Institutes of Health. Merci au Dr. Daniel Schock-Kusch, directeur de site chez MediBeacon GmbH, pour ses conseils.
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Name | Company | Catalog Number | Comments |
Alpha - Chloralose | Sigma-Aldrich | C0128-25G | Used for maintanining anesthesia |
Black braided silk 3-0 | Surgical Specialties | SP117 | Silk tie for blood vessel traction and ligation |
Centrifugation machine AccuSpin 8C | Fischer Scientific | 75-008-821 | Used to extract plasma from whole blood sample |
Endotracheal Tube 3.0 uncuffed | Progressive Medical International | 1109021995 | Inserted through tracheostomy |
FITC-Sinistrin 1.0 g | MediBeacon Inc. | FTCF S001 | Store at room temp and protect from light |
GEM Premier 3000 Blood gas analyzer | Instrumentation Laboratory | 5700 | For bedside blood gas analysis |
Heating Pad medium size 20 in x 29 in | Adroit Medical Systems | V029 | Connects to heat therapy pump |
HTP-Heat Therapy Pump | Adroit Medical Systems | HTP | Allows you to set temperature as needed. |
IDEXX Catalyst One | IDEXX Laboratories | 89-92525-00 | Plasma creatinine analysis |
Invasive blood pressure catheter 3.5Fr | Millar | SPR-524 | Inserted in femoral artery |
IV adminstration set with flow regulator | True Care | TCRTCBINF033G | Used to connect IV fluid bag to vein catheter |
Ketamine | Covetrus | 68317 | Used for induction of Anesthesia |
MediBeacon analysis software version 3.0 | MediBeacon Inc. | N/A | Software program used for analysing data to obtain sinistrin clearance half life and curve |
Millex-GV Syringe Filter Unit 0.22 µm | Millipore Sigma | SLGVR33RS | Syringe filter for chloralose injection |
Neonate/Infant Ventilator | Sechrist Millennium | 20409 | Connected to air supply to provide ventilation through endotracheal tube |
Phenobarbital Sodium + Phenytoin Sodium (Euthasol) | Covetrus | 72934 | Used for euthanasia |
Ringer Lactate 500 mL bag | Baxter | 2B2323Q | Maintanence fluid infusion |
Sterile Gloves | Henry Schein | 104-5920 | Used by operator during surgery |
Sterile Gown | Halyard Health | 95021 | Used by operator during surgery |
Steril Towel | Medline | 42131704 | Used as drape to maintaine sterile field when operating |
Suture 3-0 silk reverse cutting needle | Ethicon | NC1842168 | Used for suturing abdominal wall layers |
Transdermal Mini GFR Monitor | MediBeacon Inc. | TDM004 | Battery and USB connector included in package |
Transdermal monitor adhesive patch | MediBeacon Inc. | PTC-SM001 | Doubl sided adhesive patch for GFR probe |
Umbilical Tape 1/8 in x 20 yds | Fisher Scientific | NC9303017 | To secure endotracheal tube |
Venous Catheter size PE/5 | Micro medical tubing | BB31695 | For femoral vein cannulation |
Xylazine | Covetrus | 61035 | Used for induction of anesthesia |
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