Exploration de solutions de perfusion alternatives à l’aide de transporteurs d’oxygène polymérisés à base d’hémoglobine de nouvelle génération dans un modèle de perfusion pulmonaire ex vivo chez le rat

Résumé

Ici, nous décrivons l’application d’un transporteur d’oxygène polymérisé à base d’hémoglobine humaine (PolyhHb) en tant que perfusat et le protocole dans lequel cette solution de perfusion peut être testée dans un modèle de perfusion pulmonaire ex vivo chez le rat.

Résumé

La transplantation pulmonaire est entravée par le manque de donneurs appropriés. Auparavant, les donateurs jugés marginaux ou insuffisants étaient écartés. Cependant, de nouvelles technologies passionnantes, telles que la perfusion pulmonaire ex vivo (EVLP), offrent aux prestataires de transplantation pulmonaire une évaluation prolongée pour les allogreffes de donneur marginal. Cette plateforme d’évaluation dynamique a entraîné une augmentation des transplantations pulmonaires et a permis aux prestataires d’utiliser des donneurs qui avaient été précédemment rejetés, élargissant ainsi le bassin de donneurs. Les techniques de perfusion actuelles utilisent des perfusats cellulaires ou acellulaires, et les deux présentent des avantages et des inconvénients distincts. La composition de la perfusion est essentielle au maintien d’un environnement homéostatique, à la fourniture d’un soutien métabolique adéquat, à la diminution de l’inflammation et de la mort cellulaire et, en fin de compte, à l’amélioration de la fonction des organes. Les solutions de perfusion doivent contenir une concentration protéique suffisante pour maintenir une pression oncotique appropriée. Cependant, les solutions de perfusion actuelles entraînent souvent une extravasation de liquide à travers l’endothélium pulmonaire, entraînant un œdème pulmonaire par inadvertance et des dommages. Ainsi, il est nécessaire de développer de nouvelles solutions de perfusion qui préviennent les dommages excessifs tout en maintenant une bonne homéostasie cellulaire. Ici, nous décrivons l’application d’un transporteur d’oxygène polymérisé à base d’hémoglobine humaine (PolyhHb) comme perfusat et le protocole dans lequel cette solution de perfusion peut être testée dans un modèle d’EVLP de rat. L’objectif de cette étude est de fournir à la communauté de la transplantation pulmonaire des informations clés pour concevoir et développer de nouvelles solutions de perfusion, ainsi que les protocoles appropriés pour les tester dans des modèles de transplantation translationnelle cliniquement pertinents.

Introduction

Comme tout domaine de la transplantation d’organes solides, la transplantation pulmonaire souffre d’une pénurie d’organes de donneurs. Afin d’augmenter le nombre de donneurs, d’importantes recherches ont été consacrées à l’étude du potentiel des allogreffes que l’on croyait autrefois impropres à la transplantation, c’est-à-dire les donneurs à critères élargis (ECD). Ces allogreffes peuvent être considérées comme ECD pour un ensemble de raisons, notamment une qualité douteuse, une mauvaise fonction, une infection, un traumatisme, des périodes ischémiques prolongées chaudes ou froides et un âge avancé^{de 1 et....}

Protocole

Des rats Sprague-Dawley (300 g de poids corporel) ont été obtenus commercialement et hébergés dans des conditions exemptes d’agents pathogènes à l’établissement vétérinaire du Wexner Medical Center de l’Université d’État de l’Ohio. Toutes les procédures ont été effectuées sans cruauté conformément au Guide for the Humane Care and Use of Laboratory Animals du NIH et au National Research Council et avec l’approbation du Comité institutionnel de soin et d’utilisation des animaux de l’Université d’État de l’Ohio (protocole IACUC 2023A00000071).

1. Synthèse et purification de polyhHb

Discussion

Le développement et la mise à l’essai de solutions de perfusion sont une entreprise novatrice dans laquelle de nombreuses personnes se lancent dans le monde entier. Traditionnellement, les perfusats standard offrent la capacité de suspendre le temps ischémique et d’atténuer les lésions associées à l’ischémie, ainsi qu’à la reperfusion¹⁸. Cependant, la prochaine évolution de l’EVLP consiste à améliorer la technologie actuelle du perfusat ains.......

matériels

Name	Company	Catalog Number	Comments
10 cc insulin syringe 29 G x 1/2" needle	B-D	309301
30 L Glass Batch Bioreactor	Ace Glass
30g Needle	Med Needles	BD-305106
Baytril (enrofloxacin) Antibacterial Tablets	Elanco	NA
Calcium Chloride dihydrate (CaCl2.2H2O)	Sigma Aldrich	10035-04-8	For modified Ringer's lactate
CFBA carrier frequency bridge amplifier type 672	Harvard Apparatus	731747
Connect kit D150	Cole-Parmer	VK 73-3763
Dumont #5 Forceps	Fine Science tools	11252-50
Dumont Medical #5/45 Forceps - Angled 45°	Fine Science tools	11253-25
Ecoline Star Edition 003, E100 Water Heater	Lauda	LCK 1879
Expired human leukoreduced, packed RBC units	Wexner Medical Center Canadian Blood Services Zen-Bio Inc
Fiberoxygenator D150	Hugo Sachs Elektronik	PY2 73-3762
Forceps	Fine Science tools	11027-12
Glutaraldehyde (C5H8O2 70 wt%)	Sigma Aldrich	111-30-8 (G7776)
Halsted-Mosquito Hemostat	Roboz Surgical	RS-7112
Heparin 30,000 units per 30 ml	APP Pharmaceuticals
Human Serum Albumin (HSA)	OctaPharma Plasma		Perfusate additive
IL2 Tube set for perfusate	Harvard Apparatus	733842
IPL-2 Basic Lung Perfusion System	Harvard Apparatus
Ketamine 500 mg per 5 ml	JHP Pharmaceuticals
Left Atrium cannula	Harvard Apparatus	730712
Liqui-Cel EXF Series G420 Membrane Contactor	3M	G420	gas contactor
low potassium dextran glucose solution (perfadex)	XVIVO		solution flushing the lung
Masterflex Platinum Coated Tubing(Size: 73,17,16,24)	Cole-Palmer
N-Acetyl-L-cysteine (NALC, C5H9NO3S)	Sigma Aldrich	616-91-1 (A7250)	For modified Ringer's lactate
Nalgene Vessels (10L, 20L)	Nalgene		Filtration vessels
Peristaltic Pump	Ismatec	ISM 827B
PES, 0.65 µm TFF module	Repligen	N02-E65U-07-N
PhysioSuite	Kent Scientific Corporation	PS-MSTAT-RT
polyethersulfone (PES), 0.2 µm TFF module	Repligen	N02-S20U-05-N
Polysulfone (PS), 500 kDa TFF module	Repligen	N02-P500-05-N
Potassium Chloride (KCl)	Fisher Scientific	7447-40-7	For PBS
PowerLab 8/35	ADInstruments	730045
Pulmonary Artery cannula	Harvard Apparatus	730710
Pump Head tubing (Size: 73,17,16,24)	PharMed BPT
Puralube Ophthalmic Ointment	Dechra	NA
Scissors	Fine Science tools	14090-11
SCP Servo controller for perfusion type 704	Harvard Apparatus	732806
Small Animal Ventilator model 683	Harvard Apparatus	55-000
Sodium Chloride (NaCl)	Fisher Scientific	7647-14-5 (S271-10)	For PBS and saline
Sodium cyanoborohydride (NaCNBH3)	Sigma Aldrich	25895-60-7
Sodium Dithionite (Na2S2O4)	Sigma Aldrich	7775-14-6
Sodium Hydroxide (NaOH)	Fisher Scientific	1310-73-2	For modified Ringer's lactate
Sodium Lactate (NaC3H5O3)	Sigma Aldrich	867-56-1	For modified Ringer's lactate
Sodium phosphate dibasic (Na2HPO4)	Fisher Scientific	7558-79-4	For PBS
Sodium phosphate monobasic (NaH2PO4)	Fisher Scientific	7558-80-7	For PBS
SomnoSuite Small Animal Anesthesia System	Kent Scientific Corporation	SS-MVG-Module
Sprague-Dawley rats	Envigo
TAM-A transducer amplifier module type 705/1	Harvard Apparatus	73-0065
TAM-D transducer amplifier type 705/2	Harvard Apparatus	73-1793
TCM time control module type 686	Harvard Apparatus	731750
Tracheal cannula	Harvard Apparatus	733557
Tube set for moist chamber	Harvard Apparatus	73V83157
Tubing Cassette	Cole-Parmer	IS 0649
Tweezer #5 Dumostar	Kent Scientific Corporation	INS500085-A
Tweezer #5 stainless steel, curved	Kent Scientific Corporation	IND500232
Tweezer #7 Titanium	Kent Scientific Corporation	INS600187
Tygon E-3603 Tubing 2.4 mm ID	Harvard Apparatus	721017	perfusate line entering lung
Tygon E-3603 Tubing 3.2 mm ID	Harvard Apparatus	721019	perfusate line leaving lung
Vannas-Tubingen Spring Scissors	Fine Science Tools	15008-08
VCM ventilator control module type 681	Harvard Apparatus	731741
William's E Media	Gibco, ThermoFisher Scientific	A12176-01	Perfusate additive
Xylazine 100 mg per 1 ml	Akorn