Name: a modified heterotopic swine hind limb transplant model for translational vascularized composite allotransplantation (vca) research
Uploaded: 2013-10-14T08:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about A Modified Heterotopic Swine Hind Limb Transplant Model for Translational Vascularized Composite Allotransplantation VCA Research at JoVE.com

Nos gustaría agradecer a las siguientes personas por su contribución a este proyecto: Kakali Sarkar, de doctorado, Joani Christensen, BS, Kate Buretta, BS, Nance Yuan, BS, William Lehao, MD, Johanna GRAHAMMER, Georg Furtmüller, MD, Erin Rada MD, Mohammed Al-Rakan MD, Karim Sarhane MD, saami Khalifian, BS, Mao Qi, MD, y Angelo Leto Barone MD, VCA Laboratorio, Departamento de Cirugía Plástica y Reconstructiva, Facultad de Medicina, Janis Taube, MD de la Universidad Johns Hopkins, Marcos Fischer, MD, Departamento de Dermatología y Anatomía Patológica de la Facultad de Medicina de la Universidad Johns Hopkins, Sue Eller, Cirugía Mínimamente Invasiva del Centro de Formación de la Escuela de Medicina de la Universidad Johns Hopkins y Cheng-Hung Lin, MD Chang Gung Memorial Hospital, Linkou, Taiwán. Fuente de financiamiento: Instituto de las Fuerzas Armadas de Medicina Regenerativa (DoD W81XWH-08-2-0.032)

En esta publicación de vídeo, se llevaron a cabo todos los procedimientos con animales de acuerdo con un protocolo de animales aprobado por el Cuidado de Animales y el empleo Comité Institucional de la Universidad Johns Hopkins (IACUC). 1. Planificación preoperatoria <ol><li> Utilizamos MHC define-MGH innato cerdo miniatura (15-20 kg) en nuestros estudios de la traducción para la allotransplantation extremidad en la que un donante masculino proporciona extremidades por dos hembras rec...

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	<li>Barth, R. N., Rodriguez, E. D., Mundinger, G. S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Vascularized+bone+marrow-based+immunosuppression+inhibits+rejection+of+vascularized+composite+allografts+in+nonhuman+primates.">Vascularized bone marrow-based immunosuppression inhibits rejection of vascularized composite allografts in nonhuman primates.</a> Am. J. Transplant. 11 (7), 1407-1416 (2011).</li><li>Brandacher, G., Gorantla, V. S., Schneeberger, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Hand/Forearm+transplantation+using+a+novel+cell-based+immunomodulatory+protocol-experience+with+five+patients.">Hand/Forearm transplantation using a novel cell-based immunomodulatory protocol-experience with five patients.</a> Am. J. Transplant. 11, 190 (2011).</li><li>Brandacher, G., Grahammer, J., Sucher, R., Lee, W. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Animal+models+for+basic+and+translational+research+in+reconstructive+transplantation.">Animal models for basic and translational research in reconstructive transplantation.</a> Birth Defects Res. C Embryo Today. 96 (1), 39-50 (2012).</li><li>Brandacher, G., Lee, W. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Hand+transplantation.">Hand transplantation.</a> Hand Clin. 27, xiii-xiv (2011).</li><li>Hettiaratchy, S., Mendely, E., Randolph, M. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Tolerance+to+composite+tissue+allografts+across+a+major+histocompatibility+barrier+in+miniature+swine.">Tolerance to composite tissue allografts across a major histocompatibility barrier in miniature swine.</a> Transplantation. 27, 514-521 (2004).</li><li>Ibrahim, Z., Busch, J., Awwad, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Selected+physiologic+compatibilities+and+incompatibilities+between+human+and+porcine+organ+systems.">Selected physiologic compatibilities and incompatibilities between human and porcine organ systems.</a> Xenotransplantation. 13 (6), 488-499 (2005).</li><li>Kirk, A. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Crossing+the+bridge:+large+animal+models+in+translational+transplantation+research.">Crossing the bridge: large animal models in translational transplantation research.</a> Immunol. Rev. 19, 176-196 (2003).</li><li>Lee, W. P., Rubin, J. P., Cober, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Use+of+swine+model+in+transplantation+of+vascularized+skeletal+tissue+allografts.">Use of swine model in transplantation of vascularized skeletal tissue allografts.</a> Transplant Proc. 30, 2743-2745 (1998).</li><li>Mathes, D. W., Hwang, B., Graves, S. S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Tolerance+to+vascularized+composite+allografts+in+canine+mixed+hematopoietic+chimeras.">Tolerance to vascularized composite allografts in canine mixed hematopoietic chimeras.</a> Transplantation. 92 (12), 1301-1308 (2011).</li><li>Mathes, D. W., Randolph, M. A., Solari, M. G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Split+tolerance+to+a+composite+tissue+allotransplant+in+a+swine+model.">Split tolerance to a composite tissue allotransplant in a swine model.</a> Transplantation. 75 (1), 25-31 (2003).</li><li>Mezrich, J. D., Haller, G. W., Arn, J. S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Histocompatible+miniature+swine:+an+inbred+largeanimal+model.">Histocompatible miniature swine: an inbred largeanimal model.</a> Transplantation. 75 (6), 904-907 (2003).</li><li>Petruzzo, P., Lanzetta, M., Dubernard, J. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+International+Registry+on+Hand+and+Composite+Tissue+Transplantation.">The International Registry on Hand and Composite Tissue Transplantation.</a> Transplantation. 90, 1590-1594 (2010).</li><li>Sucher, R., Lin, C., Zanoun, R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mouse+hind+limb+transplantation:+a+new+composite+tissue+allotransplantation+model+using+nonsuture+supermicrosurgery.">Mouse hind limb transplantation: a new composite tissue allotransplantation model using nonsuture supermicrosurgery.</a> Transplantation. 90, 1374-1380 (2010).</li><li>Ust&#252;ner, E. T., Majzob, R. K., Ren, X., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Swine+composite+tissue+allotransplant+model+for+preclinical+hand+transplant+studies.">Swine composite tissue allotransplant model for preclinical hand transplant studies.</a> Microsurgery. 20, 400-406 (2000).</li><li>Ust&#252;ner, E. T., Zdichavsky, M., Ren, X., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Long-term+composite+tissue+allograft+survival+in+a+porcine+model+with+cyclosporine/mycophenolate+mofetil+therapy.">Long-term composite tissue allograft survival in a porcine model with cyclosporine/mycophenolate mofetil therapy.</a> Transplantation. 661, 581-587 (1998).</li><li>Wachtman, G. S., Wimmers, E. G., Gorantla, V. S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Biologicals+and+donor+bone+marrow+cells+for+targeted+immunomodulation+in+vascularized+composite+allotransplantation:+a+translational+trial+in+swine.">Biologicals and donor bone marrow cells for targeted immunomodulation in vascularized composite allotransplantation: a translational trial in swine.</a> Transplant Proc. 43, 3541-3544 (2011).</li></ol>

Históricamente, el protocolo de trasplante heterotópico extremidad posterior incluyó la exteriorización de una paleta cutánea a la pared abdominal ventral y los vasos se anastomosa de forma de extremo a lateral (Hettiarachty 2004). Sin embargo, en nuestro método modificado, una solapa invertida insetting y anastomosis de extremo a extremo de llevar la paleta cutánea más lateralmente y por lo tanto facilita la monitorización inmune en una posición de pie del animal. La identificación de la arteria sural y las ...

Vascularizado compuesto Allotransplantation (VCA), tales como trasplantes de mano y cara son ya una realidad clínica con numerosos trasplantes de mano y cara realizadas en todo el mundo 12. A pesar de que los resultados tempranos e intermedios son favorables y altamente alentando 2, el requisito de la inmunosupresión crónica multirresistente sigue limitando su aplicación clínica generalizada. Los avances en los modelos murinos de VCA incluyendo anastomosis súper microcirugía y técnicas de puño nonsuture 13, 3 han allanado el camino para una mejor comprensión de aloinmunes respuestas en VCA. Se han propuesto Miríadas de protocolos inmunomoduladores para aplicaciones clínicas basadas en nuestro conocimiento de los mecanismos inmunes en VCA pero tienen que ser validados en un modelo animal de gran tamaño que sería razonablemente predictiva de su desempeño en los seres humanos 7. Con base en las similitudes fisiológicas e inmunológicas entre sistemas de órganos humanos y porcinos <sup&gt; 6, modelos porcinos de VCA se pueden considerar alternativas fiables y rentables a canino 9 y modelos de primates no humanos 1. En este artículo se ofrece una descripción detallada de la metodología utilizada en nuestro modelo definido MHC porcina heterotópico trasera del miembro de trasplante, que sirve como base para nuestras estrategias inmunomoduladoras actuales y futuras destinadas a inducir tolerancia inmunológica a VCA y por lo tanto la ampliación de su aplicación clínica. Utilizamos cerdos endogámicas bien caracterizados criados para la homocigosis en el locus del antígeno leucocitario porcino específicamente para su uso en la investigación relacionada con el trasplante 11. Planteamos un colgajo vascularizado osteomiocutáneo basado en los vasos femorales. La aleta contiene intacta médula ósea vascularizada en el fémur distal y la tibia proximal. La piel del muslo anteromedial también está incluido en el injerto y se exterioriza a la cara dorsolateral del animal receptor para la vigilancia inmune del componente o más inmunogénicaf el AVC. Posicionamiento dorsolateral facilita el examen clínico en pie y sentado posiciones y también mantiene la piel del injerto relativamente limpio. Ustener et al. Introducido uno de los primeros grandes modelos animales de traslación en VCA por trasplantar radiales solapas osteomiocutáneo extremidad anterior en cerdos de granja outbred 15. El grupo utilizó este modelo para demostrar por primera vez que el rechazo agudo en el AVC que incluía el componente altamente inmunogénica de la piel podría retrasarse y se trató con una estrategia clínicamente relevante sin complicaciones significativas específicos a los fármacos y efectos secundarios. Los resultados favorables obtenidos en este estudio, posteriormente construyeron un paso fundamental en el diseño de los regímenes de medicamentos para el trasplante reconstructivo humano. Aunque estos modelos VCA cerdo temprana eran muy adecuadas para el desarrollo de protocolos para prevenir el rechazo de la piel, los músculos, huesos, nervios y vasos que carecen de estructuras especializadas como cartilag articularcorreo y las membranas sinoviales de las articulaciones. Los esfuerzos posteriores se centraron en la inclusión de la cifra media del animal, lo que hizo necesaria la colocación de larga duración yeso para evitar el desplazamiento del injerto 14. Aunque son apropiados para investigar el rechazo de todos los componentes principales de los trasplantes de extremidades, una de las principales limitaciones de este modelo era post-trasplante de dificultad caminar por fundido colocación. Por lo tanto, los modelos de alotrasplante extremidad porcina heterotópico, que consiste en la tibia, el peroné, articulación de la rodilla, el fémur distal, músculo circundante, y una paleta cutánea, se crearon principalmente para estudiar los aspectos inmunológicos de la VCA al tiempo que permite al animal a deambular libremente después de la operación con un mínimo de 8 morbidit . El desarrollo de los cerdos endogámicas definidos SLA bien caracterizados por el trabajo pionero del Dr. David H. Sachs dio lugar a una nueva era de investigación traslacional VCA. Utilizando un modelo de trasplante heterotópico de las extremidades posteriores en un entorno desajuste antígeno menor, Mathes et al. 10 demostraron la supervivencia indefinida de los componentes del aparato locomotor con un curso corto de tratamiento con ciclosporina. La supervivencia componente de la piel, sin embargo, fue sólo prolonga en comparación con los controles sin tratamiento. La pérdida del componente de la piel del injerto se atribuyó a una respuesta inmune aislada y altamente vigorosa, en particular, a la epidermis. Del mismo modo, el uso de cerdos plenamente coincidentes con el agotamiento de las células T, un curso corto de la ciclosporina y citoquinas movilizado donantes de células mononucleares de sangre periférica inducida por la tolerancia sólo a los componentes del aparato locomotor y el componente de la piel seguía rechazó 5. Este fenómeno, llamado &quot;tolerancia split &#39;, trajo un cambio de paradigma en la investigación VCA con un mayor énfasis en el componente de la piel altamente inmunogénica, que es un componente integral de la mayoría de los trasplantes de reconstrucción realizados hasta la fecha. En este modelo modificado, utilizamos anastomosis de extremo a extremo por ligating de la arteria femoral destinatario y girándola en sentido cefálico (Figura 1). Esto no sólo reduce el tiempo de isquemia por lo que permite el uso de un dispositivo de acoplamiento convencional, pero también disminuye las posibilidades de fracaso de la anastomosis. No hemos observado ningún evento isquémicas tras la ligadura de la arteria femoral en nuestros destinatarios lo que indica que la circulación colateral fue suficiente para proporcionar la vascularización de la pierna nativo. Además, en este método modificado, se moviliza el componente externalizado de la piel basado en los vasos perforantes subyacentes y se posiciona lateralmente (Figura 1) en contraste con una posición de la ingle ventral en el modelo tradicional 10. Esto permite una fácil visualización del injerto para la vigilancia inmune en un pie o sentado posición del animal. Por lo tanto, un modelo animal grande fiable y reproducible es esencial para investigar las estrategias de inducción de tolerancia hacia el componente de la piel de VCA y para desarrollar nuevos nestrategias oninvasive monitoreo inmunológico para una mejor predicción de la supervivencia del injerto.

<table border="1">
		<tbody>
		 <tr>
			<td>Name of the Reagent</td>
			<td>Company</td>
			<td>Catalogue Number</td>
			<td>Comments (optional)</td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>REAGENTS</td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>HTK</td>
			<td>Custodial</td>
			<td>N/A</td>
			<td></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>EQUIPMENT</td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>Electric Pen Drive</td>
			<td>Synthes, Westchester PA </td>
			<td>05.001.011 </td>
			<td>Reciprocating saw</td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>Vascular Coupling device</td>
			<td>Synovis, Newtown PA</td>
			<td>21003B</td>
			<td></td>
		 </tr>
		</tbody>
 </table>

a modified heterotopic swine hind limb transplant model for translational vascularized composite allotransplantation (vca) research

Vascularizado compuesto Allotransplantation (VCA), tales como trasplantes de mano y cara representa una opción de tratamiento viable para el complejo trauma musculoesquelético y la pérdida de tejido devastador. A pesar de los resultados funcionales favorables y altamente alentadores temprana e intermedia, el rechazo del componente de la piel altamente inmunogénica de un AVC, y los posibles efectos adversos de la inmunosupresión crónica múltiples fármacos siguen obstaculizando la aplicación clínica generalizada de VCA. Por lo tanto, la investigación en esta novela campo debe centrarse en estudios de traducción relacionados con las características inmunológicas únicas de VCA y para desarrollar nuevas estrategias de inmunomoduladores para la inmunomodulación y la inducción de tolerancia siguientes VCA sin necesidad de inmunosupresión a largo plazo. Este artículo describe un modelo grande de la traducción fiable y reproducible de los animales del AVC que se compone de una aleta osteomiocutáneo en un porcina alotrasplante extremidad posterior heterotópico definido por el MHC. BriEFLY, una paleta piel bien vascularizado se identifica en la región del muslo anteromedial utilizando cerca de la angiografía láser infrarrojo. Los músculos subyacentes, articulación de la rodilla, el fémur distal y la tibia proximal se cosechan en un pedículo vascular femoral. Este aloinjerto puede ser considerado tanto un VCA y un trasplante de médula ósea vascularizada con sus características privilegiadas inmunes únicas. El injerto se trasplanta a un bolsillo subcutáneo abdominal en el animal receptor con un componente de la piel exteriorizado a la región dorsolateral para la vigilancia inmune. Tres equipos quirúrgicos trabajan simultáneamente de una manera bien coordinada para reducir la anestesia y los tiempos de isquemia, mejorando así la eficacia de este modelo y la reducción de posibles factores de confusión en los protocolos experimentales. Este modelo sirve de base para futuras estrategias terapéuticas destinadas a reducir y posiblemente eliminar la necesidad de inmunosupresión a múltiples fármacos crónica en VCA.

Veinticuatro trasplantes de extremidades posteriores heterotópicas porcina definidos SLA se realizaron utilizando nuestra técnica modificada con un tiempo medio de isquemia de 78 min (rango: 62 a 94 min). Inserción del injerto y dorsolateral posicionamiento paleta cutánea se consiguieron sin dificultad en todos los animales. Cerca de la angiografía láser infrarrojo mostró una excelente perfusión del injerto en todos los destinatarios. Los doce anastomosis venosa iniciales se realizaron utilizando técnicas de su...

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A Modified Heterotopic Swine Hind Limb Transplant Model for Translational Vascularized Composite Allotransplantation VCA Research

Vascularizado Allotransplantations Composite (VCA) se han convertido en una realidad clínica. Sin embargo, la amplia aplicación clínica de AVC está limitada por la inmunosupresión crónica a múltiples fármacos. Los autores presentan un modelo animal grande fiable y reproducible para traducir nuevas estrategias inmunomoduladoras que pueden minimizar o potencialmente eliminar la necesidad de la inmunosupresión en el AVC.

Un modelo de trasplante heterotópico porcina Hind extremidades Modificado traslacional vascularizado compuesto Allotransplantation (VCA) Investigación

Vascularized Composite Allotransplantation (VCA) such as hand and face transplants represent a viable treatment option for complex musculoskeletal trauma ...

Research

JoVE Journal

Medicine

A Modified Heterotopic Swine Hind Limb Transplant Model for Translational Vascularized Composite Allotransplantation (VCA) Research

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