Изучение альтернативных перфузионных решений с использованием полимеризованных носителей кислорода на основе гемоглобина нового поколения в модели перфузии легких Ex vivo крыс ex vivo

Summary

В данной статье мы описываем применение в качестве перфузата кислородного носителя на основе полимеризованного гемоглобина человека (PolyhHb) и протокол, в котором этот перфузионный раствор может быть протестирован на модели перфузии легких ex vivo крыс.

Abstract

Трансплантация легких затруднена из-за отсутствия подходящих доноров. Ранее доноры, которые считались маргинальными или неадекватными, отбрасывались. Тем не менее, новые и захватывающие технологии, такие как перфузия легких ex vivo (EVLP), предлагают поставщикам услуг по трансплантации легких расширенную оценку маргинальных донорских аллотрансплантатов. Эта платформа динамической оценки привела к увеличению трансплантации легких и позволила поставщикам услуг использовать доноров, которые ранее были отбракованы, тем самым расширив пул доноров. В современных методах перфузии используются клеточные или бесклеточные перфугаты, и оба имеют явные преимущества и недостатки. Перфузионный состав имеет решающее значение для поддержания гомеостатической среды, обеспечения адекватной метаболической поддержки, уменьшения воспаления и гибели клеток и, в конечном итоге, улучшения функции органов. Перфузионные растворы должны содержать достаточную концентрацию белка для поддержания соответствующего онкотического давления. Тем не менее, современные перфузионные растворы часто приводят к экстравазации жидкости через легочный эндотелий, что приводит к непреднамеренному отеку и повреждению легких. Таким образом, необходимо разработать новые решения для перфузии, которые предотвращают чрезмерное повреждение при сохранении надлежащего клеточного гомеостаза. Здесь мы описываем применение в качестве перфузата полимеризованного переносчика кислорода на основе гемоглобина человека (PolyhHb) и протокол, в котором этот перфузионный раствор может быть протестирован на модели EVLP крысы. Цель данного исследования состоит в том, чтобы предоставить сообществу специалистов по трансплантации легких ключевую информацию о проектировании и разработке новых перфузионных решений, а также надлежащие протоколы для их тестирования в клинически значимых моделях трансляционной трансплантации.

Introduction

Как и любая область трансплантации солидных органов, трансплантация легких страдает от нехватки донорских органов. Для того, чтобы увеличить пул доноров, были проведены значительные исследования, посвященные изучению потенциала аллотрансплантатов, которые когда-то считались непригодными для трансплантации, т.е. доноров с расширенными критериями (ECD). Эти аллотрансплантаты можно считать ECD по целому ряду причин, включая сомнительное качество, плохую функцию, инфекцию, травму, длительные периоды ишемии в тепле или холоде, а также преклонный возраст ^1,2 года. В некоторых случая....

Protocol

Крысы Спрэг-Доули (300 г массы тела) были коммерчески получены и размещены в условиях, свободных от патогенов, в животноводческом центре Векснера Медицинского центра Университета штата Огайо. Все процедуры были выполнены гуманно в соответствии с NIH и Руководством Нацио.......

Discussion

Разработка и тестирование перфузионных решений — это новое дело, к которому приступают многие во всем мире. Традиционно, стандартные перфузаты обладают способностью приостанавливать ишемическое время и смягчать связанные с этим повреждения при ишемии, а также репе?.......

Materials

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