Для просмотра этого контента требуется подписка на Jove Войдите в систему или начните бесплатную пробную версию.
Method Article
В настоящем исследовании показано создание трех различных моделей донорства легких (донорство после смерти мозга, донорство после смерти от кровообращения и донорство после геморрагического шока). Сравниваются воспалительные процессы и патологические нарушения, связанные с этими событиями.
Экспериментальные модели являются важными инструментами для понимания этиологических явлений, участвующих в различных патофизиологических событиях. В этом контексте различные животные модели используются для изучения элементов, запускающих патофизиологию первичной дисфункции трансплантата после трансплантации, для оценки потенциальных методов лечения. В настоящее время экспериментальные модели донорства можно разделить на две большие группы: донорство после смерти мозга и донорство после остановки кровообращения. Кроме того, вредные последствия, связанные с геморрагическим шоком, следует учитывать при рассмотрении моделей донорства органов на животных. В этой статье мы опишем создание трех различных моделей донорства легких (донорство после смерти мозга, донорство после смерти от кровообращения и донорство после геморрагического шока) и сравним воспалительные процессы и патологические расстройства, связанные с этими событиями. Цель – предоставить научному сообществу надежные животные модели донорства легких для изучения ассоциированных патологических механизмов и поиска новых терапевтических мишеней для оптимизации количества жизнеспособных трансплантатов для трансплантации.
Клиническая значимость
Трансплантация органов является хорошо зарекомендовавшим себя терапевтическим вариантом при нескольких серьезных патологиях. В последние годы было достигнуто много успехов в клинической и экспериментальной областях трансплантации органов, таких как углубление знаний о патофизиологии первичной дисфункции трансплантата (ПГД) и достижения в области интенсивной терапии, иммунологии и фармакологии 1,2,3. Несмотря на достижения и улучшения качества соответствующих хирургических и фармакологических процедур, соотношение между количеством доступных органов и числом реципиентов в листе ожидания остается одной из основных проблем 2,4. В связи с этим в научной литературе предложены животные модели для изучения методов лечения, которые могут быть применены к донорам органов для лечения и/или сохранения органов до момента трансплантации 5,6,7,8.
Имитируя различные события, наблюдаемые в клинической практике, животные модели позволяют изучать связанные с ними патологические механизмы и соответствующие терапевтические подходы. Экспериментальная индукция этих явлений в большинстве единичных случаев привела к созданию экспериментальных моделей донорства органов и тканей, которые широко исследованы в научной литературе по трансплантации органов 6,7,8,9. В этих исследованиях используются различные методологические стратегии, такие как индуцирование смерти мозга (ББ), геморрагического шока (ГС) и циркуляторной смерти (БК), поскольку эти события связаны с различными вредными процессами, которые ставят под угрозу функциональность донорских органов и тканей.
Смерть мозга (BD)
БД связан с рядом событий, которые приводят к прогрессирующему износу различных систем. Обычно это происходит, когда происходит острое или постепенное повышение внутричерепного давления (ВЧД) из-за травмы головного мозга или кровоизлияния. Это повышение ВЧД способствует повышению артериального давления в попытке поддерживать стабильный мозговой кровоток в процессе, известном как рефлекс Кушинга10,11. Эти острые изменения могут привести к сердечно-сосудистым, эндокринным и неврологическим дисфункциям, которые ставят под угрозу количество и качество донорских органов, а также влияют на заболеваемость и смертность после трансплантации 10,11,12,13.
Геморрагический шок (ГГ)
ГГ, в свою очередь, часто ассоциируется с донорами органов, так как большинство из них являются жертвами травм со значительной потерей объема крови. Некоторые органы, такие как легкие и сердце, особенно уязвимы к ГГ из-за гиповолемии и последующей гипоперфузии тканей14. ГГ вызывает повреждение легких через повышенную проницаемость капилляров, отек и инфильтрацию воспалительных клеток, механизмы, которые вместе нарушают газообмен и приводят к прогрессирующему разрушению органов, что приводит к срыву процесса донорства 6,14.
Циркуляторная смерть (БК)
Использование пост-CD донорства растет в геометрической прогрессии в крупных мировых центрах, что способствует увеличению количества собранных органов. Органы, извлеченные от доноров после БК, уязвимы к эффектам теплой ишемии, которая возникает после интервала низкого (агоническая фаза) или отсутствия кровоснабжения (асистолическая фаза)8,15. Гипоперфузия или отсутствие кровотока приводит к тканевой гипоксии, связанной с резкой потерей АТФ и накоплением метаболических токсинов в тканях15. Несмотря на то, что в настоящее время они используются для трансплантации в клинической практике, остается много сомнений относительно влияния использования этих органов на качество посттрансплантационного трансплантата и на выживаемостьпациентов. Таким образом, использование экспериментальных моделей для лучшего понимания этиологических факторов, ассоциированных с БК, также растет 8,15,16,17.
Экспериментальные модели
Существуют различные экспериментальные модели донорства органов (BD, HS и CD). Тем не менее, исследования часто фокусируются только на одной стратегии за раз. Заметен пробел в исследованиях, которые объединяют или сравнивают две или более стратегий. Эти модели очень полезны при разработке методов лечения, направленных на увеличение числа донаций и, следовательно, сокращение списка потенциальных получателей помощи. Виды животных, используемые для этой цели, варьируются от исследования к исследованию, при этом модели свиней чаще выбираются, когда целью является более прямая трансляция морфофизиологии человека и меньшая техническая сложность хирургической процедуры из-за размера животного. Несмотря на преимущества, с моделью свиньи связаны логистические трудности и высокие затраты. С другой стороны, низкая стоимость и возможность биологических манипуляций благоприятствуют использованию моделей грызунов, позволяя исследователю отталкиваться от достоверной модели для воспроизведения и лечения поражений, а также интегрировать знания, полученные в области трансплантации органов.
Здесь мы представляем на грызунах модель смерти мозга, циркуляторной смерти и геморрагического шока. Описаны воспалительные процессы и патологические состояния, связанные с каждой из этих моделей.
Эксперименты на животных проводились в соответствии с требованиями Комитета по этике использования и ухода за экспериментальными животными медицинского факультета Университета Сан-Паулу (протокол No 112/16).
1. Группировка животных
2. Анестезия и предоперационная подготовка
3. Трахеостомия
4. Катетеризация бедренной артерии и вены
5. Индукция геморрагического шока
6. Индукция смерти в кровообращении
7. Индукция смерти мозга
Среднее артериальное давление (MAP)
Для определения гемодинамических последствий ББ и ГГ MAP оценивали в течение 360 минут протокола. Исходное измерение проводилось после удаления кожи и сверления черепа, а также перед забором аликвот крови у животных, подвергшихся ББ или ГС, соо...
В последние годы растущее число диагнозов смерти мозга привело к тому, что он стал крупнейшим поставщиком органов и тканей, предназначенных для трансплантации. Этот рост, однако, сопровождался невероятным увеличением числа доноров после смерти от кровообращения. Несмотря на многофакт...
Мы хотели бы подтвердить, что в связи с данной публикацией отсутствуют какие-либо известные конфликты интересов и что эта работа не получила существенной финансовой поддержки, которая могла бы повлиять на ее результат.
Мы благодарим FAPESP (Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo) за предоставленную финансовую поддержку.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
14-gauge angiocath | DB | 38186714 | Orotracheal intubation |
2.0-silk | Brasuture | AA553 | Tracheal tube fixation |
24-gauge angiocath | DB | 38181214 | Arterial and venous access |
4.0-silk | Brasuture | AA551 | Fixation of arterial and venous cannulas |
Alcoholic chlorhexidine digluconate solution (2%). | Vic Pharma | Y/N | Asepsis |
Trichotomy apparatus | Oster | Y/N | Clipping device |
Precision balance | Shimadzu | D314800051 | Analysis of the wet/dry weight ratio |
Barbiturate (Thiopental) | Cristália | 18080003 | DC induction |
Balloon catheter (Fogarty-4F) | Edwards Life Since | 120804 | BD induction |
Neonatal extender | Embramed | 497267 | Used as catheters with the aid of the 24 G angiocath |
FlexiVent | Scireq | 1142254 | Analysis of ventilatory parameters |
Heparin | Blau Farmaceutica SA | 7000982-06 | Anticoagulant |
Isoflurane | Cristália | 10,29,80,130 | Inhalation anesthesia |
Micropipette (1000 µL) | Eppendorf | 347765Z | Handling of small- volume liquids |
Micropipette (20 µL) | Eppendorf | H19385F | Handling of small- volume liquids |
Microscope | Zeiss | 1601004545 | Assistance in the visualization of structures for the surgical procedure |
Multiparameter monitor | Dixtal | 101503775 | MAP registration |
Motorized drill | Midetronic | MCA0439 | Used to drill a 1 mm caliber borehole |
Neubauer chamber | Kasvi | D15-BL | Cell count |
Pediatric laryngoscope | Oxygel | Y/N | Assistance during tracheal intubation |
Syringe (3 mL) | SR | 3330N4 | Hydration and exsanguination during HS protocol |
Pressure transducer | Edwards Life Since | P23XL | MAP registration |
Metallic tracheal tube | Biomedical | 006316/12 | Rigid cannula for analysis with the FlexiVent ventilator |
Isoflurane vaporizer | Harvard Bioscience | 1,02,698 | Anesthesia system |
Mechanical ventilator for small animals (683) | Harvard Apparatus | MA1 55-0000 | Mechanical ventilation |
xMap methodology | Millipore | RECYTMAG-65K-04 | Analysis of inflammatory markers |
Запросить разрешение на использование текста или рисунков этого JoVE статьи
Запросить разрешениеThis article has been published
Video Coming Soon
Авторские права © 2025 MyJoVE Corporation. Все права защищены