Name: a murine model of hemodialysis access-related hand dysfunction
Uploaded: 2022-05-31T14:30:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about A Murine Model of Hemodialysis Access-Related Hand Dysfunction at JoVE.com

Nous remercions sincèrement le Dr Guanyi Lu de la Division de chirurgie vasculaire et de thérapie endovasculaire de l’Université de Floride pour le soutien technique sur le développement du modèle iliaque AVF, ainsi que la formation chirurgicale, et Ravi Kumar du Département de physiologie appliquée et de kinésiologie de l’Université de Floride pour le soutien technique pour obtenir les images microchirurgicales en direct.
Ce travail a été soutenu par des subventions des National Institutes of Health et du National Heart, Lung, and Blood, numéros d’institut R01-HL148697 (à S.T.S.), ainsi que par le numéro de subvention POST903198 de l’American Heart Association (à K.K.).

Toutes les procédures ont été approuvées par le Comité institutionnel de soin et d’utilisation des animaux (IACUC) de l’Université de Floride et le Malcom Randall Veterans Affairs Medical Center.
REMARQUE : Les jeunes souris adultes (8 à 10 semaines) mâles C57BL/6J ont été achetées auprès du Jackson Laboratory et logées dans une installation contrôlée pour animaux contrôlée par la lumière (lumière de 12 h : 12 h par cycle d’obscurité), la température (22 °C ± 1 °C...

La prévalence des patients hémodialysés atteints de MRA après la création de la FVA a continué d’augmenterde 30,31. En effet, les complications symptomatiques non résolues 4,32,33 telles que la douleur, la faiblesse, la paresthésie et/ou la réduction de l’amplitude des mouvements peuvent avoir un impact négatif sur le bien-être du patient 4,32,33,34,35,36 et menacer sa capacité à recevoir un traitement d’hémodialyse ré...

L’établissement et la préservation de l’accès vasculaire fonctionnel restent un objectif principal important pour les patients atteints d’insuffisance rénale terminale (IRT) recevant un traitement de remplacement rénal par hémodialyse1. Des traitements d’hémodialyse répétés sont nécessaires pour éliminer les déchets, normaliser les électrolytes et maintenir l’équilibre hydrique une fois que la fonction rénale devient inadéquate, et sont donc nécessaires à la survie à long terme2. Par conséquent, l’accès vasculaire représente une « bouée de sauvetage » pour les patients atteints d’IRT, et le placement de la fistule artérioveineuse autogène (FAV) reste une option d’accès privilégiée à la dialyse parmi cette cohorte3. Cependant, environ 30% à 60% des patients hémodialysés présentent un spectre de handicaps de la main, cliniquement définis comme un dysfonctionnement de la main lié à l’accès (ARHD). Les symptômes de l’ARHD peuvent aller de la faiblesse et de la discoordination à la monoplégie et à la gangrène digitale, qui peuvent survenir tôt après la création de l’AVF ou se développer progressivement avec la maturation de la fistule. De plus, la MRA complique le calendrier de traitement de l’IRT, qui est associé à une mauvaise qualité de vie, à un risque élevé de maladie cardiovasculaire et à une mortalité accrue 2,3,4.
Plusieurs modèles animaux ont été développés pour étudier le remodelage vasculaire induit par des altérations hémodynamiques suite à la création de FVA 5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15. Les grands modèles animaux avec AVFiliaque ou fémorale 16,17,18,19,20 et les modèles de rongeurs utilisant soit l’anastomose de la veine carotide-jugulaire ou la formation de fistule de veine cave inférieure de l’aorte infrarénale sont bien établis pour examiner les aspects susmentionnés de la maturation et de la perméabilité de la FVA 21 . Par exemple, l’hypertension veineuse, un diamètre luminal plus important et une épaisseur accrue de la paroi veineuse sont des signes d’une maturation réussie de l’AVF, tandis qu’une fibrose importante du milieu et une hyperplasie intimale ou un développement de thrombus sans modification du débit caractérisent souvent les défaillances de la FVA 6,15. Cependant, les modèles de grands animaux n’ont pas la flexibilité expérimentale ou les capacités transgéniques des modèles murins, tandis que les modèles actuels de rongeurs ne facilitent pas facilement l’étude de la MRA en raison de l’emplacement anatomique et / ou de l’absence de pathologie associée aux membres. En effet, en raison de l’absence d’un modèle animal préclinique établi qui récapitule le phénotype clinique pertinent, les progrès de la recherche pour élucider les mécanismes pathobiologiques et développer de nouvelles stratégies thérapeutiques sont restés stagnants, malgré une augmentation progressive du nombre de patients symptomatiques atteints de MRA. Par conséquent, l’objectif principal de cette étude est d’introduire un modèle murin unique d’ARHD, fournissant les étapes procédurales de la microchirurgie AVF et la caractérisation de la physiopathologie liée à l’AVF.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>0.15% Adenine diet</td>
			<td>ENVIGO</td>
			<td>TD.130899</td>
			<td>20% casein, 0.15% adenine, 0.9% P</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>0.2% Adenine diet</td>
			<td>ENVIGO</td>
			<td>TD.130900</td>
			<td>20% casein, 0.2% adenine, 0.9% P</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>10-0 Nylon suture</td>
			<td>AD surgical</td>
			<td>XXS-N1005T4</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>29 G needle syringes</td>
			<td>Exel International</td>
			<td>14-841-32</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>31 G needle syringes</td>
			<td>Advocate</td>
			<td>U-100 insulin syringe</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>4-0 silk suture</td>
			<td>AD surgical</td>
			<td>S-S41813</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>45-degree angled dumont forceps</td>
			<td>Fine Science Tools</td>
			<td>11253-25</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>5-0 PGA suture</td>
			<td>AD surgical</td>
			<td>PSGU-518R13</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>6-0 silk suture</td>
			<td>AD surgical</td>
			<td>S-S618R13</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Absorbable gelatin sponge</td>
			<td>ETHICON</td>
			<td>1975</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Alcohol preps</td>
			<td>Covidien</td>
			<td>5110-cs4000</td>
			<td>70% isopropyl alcohol</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Buprenorphine</td>
			<td>NA</td>
			<td>NA</td>
			<td>0.01 g/mL</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>C57BL6/J mice</td>
			<td>Jaxon Laboratory</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Casein diet</td>
			<td>ENVIGO</td>
			<td>TD.130898</td>
			<td>20% casein, 0.9% P</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cotton swabs</td>
			<td>CONSTIX</td>
			<td>SC-9</td>
			<td>Medium single-ended round cotton swab</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cotton swabs</td>
			<td>CONSTIX</td>
			<td>SC-4</td>
			<td>Small double-ended hard, sharp, pointed cotton swab</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Curity non-woven sponges (2x2)</td>
			<td>Covidien</td>
			<td>9022</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Curved Vannas spring scissors</td>
			<td>Fine Science Tools</td>
			<td>15001-08</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Doppler ultrasound</td>
			<td>VisualSonics</td>
			<td>Vevo 2100</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Extra fine graefe forceps</td>
			<td>Fine Science Tools</td>
			<td>11150-10</td>
			<td>2 pairs</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Eye lubricant</td>
			<td>CLCMEDICA</td>
			<td>Optixcare eye lube</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Heparin (5000 U/mL)</td>
			<td>National Drug Codes List</td>
			<td>63739-953-25</td>
			<td>100 IU/mL</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Hot bead sterilizer</td>
			<td>Fine Science Tools</td>
			<td>18000-50</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Low-temperature cautery</td>
			<td>Bovie</td>
			<td>AA04</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Pen trimmer</td>
			<td>Wahl</td>
			<td>5640-600</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Powder-free surgical gloves</td>
			<td>Ansell</td>
			<td>7824PF</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Round handled needle holders</td>
			<td>Fine Science Tools</td>
			<td>12076-12</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sterile towel drape</td>
			<td>Dynarex</td>
			<td>DY440-MI</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sterilized 0.9% saline</td>
			<td>National Drug Codes List</td>
			<td>46066-807-25</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Straight dumont forceps</td>
			<td>Fine Science Tools</td>
			<td>11253-20</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Straight needle holder</td>
			<td>Fine Science Tools</td>
			<td>FST 12001-13</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Straight vannas spring scissors</td>
			<td>Fine Science Tools</td>
			<td>25001-08</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>TrizChLOR4</td>
			<td>National Drug Codes List</td>
			<td>17033-279-50</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

a murine model of hemodialysis access-related hand dysfunction

L’insuffisance rénale chronique est un problème majeur de santé publique, et la prévalence de l’insuffisance rénale terminale (IRT) nécessitant des traitements de remplacement rénal chronique tels que l’hémodialyse continue d’augmenter. La mise en place de la fistule artérioveineuse autogène (FAV) reste une option d’accès vasculaire primaire pour les patients atteints d’IRT. Malheureusement, environ la moitié des patients hémodialysés souffrent d’un dysfonctionnement de la main lié à l’accès à la dialyse (ARHD), allant de la paresthésie subtile à la gangrène digitale. Notamment, les facteurs biologiques sous-jacents responsables de la MRSA sont mal compris, et il n’existe aucun modèle animal adéquat pour élucider les mécanismes et/ou développer de nouveaux traitements pour la prévention et le traitement de l’ARHD. Ici, nous décrivons un nouveau modèle murin dans lequel un AVF est créé entre l’artère iliaque commune gauche et la veine, facilitant ainsi l’évaluation de la physiopathologie des membres. La microchirurgie comprend l’isolement des vaisseaux, la veinotomie longitudinale, la création d’une anastomose artérioveineuse et la reconstruction veineuse. Les chirurgies fictives comprennent toutes les étapes critiques, à l’exception de la création d’AVF. La mise en place d’une FVA iliaque entraîne des altérations cliniquement pertinentes de l’hémodynamique centrale, de l’ischémie périphérique et des déficiences de la performance neuromotrice des membres postérieurs. Ce nouveau modèle préclinique AVF fournit une plate-forme utile qui récapitule les perturbations neuromotrices courantes signalées par les patients hémodialysés, permettant aux chercheurs d’étudier les mécanismes de la physiopathologie ARHD et de tester des thérapies potentielles.

Les animaux exposés à un régime adénine ont des taux de filtration glomérulaire réduits (contrôle : 441,3 ± 54,2 μL/min vs IRC : 165,1 ± 118,3 μL/min, p < 0,05) et une augmentation des taux sériques d’azote uréique dans le sang (témoin : 20,39 ± 4,2 μL/min vs IRC : 38,20 ± 10,65 μL/min, p < 0,05) par rapport aux animaux ayant reçu du chow à base de caséine, confirmant la présence d’une insuffisance rénale avant la chirurgie de la fistule artérioveineuse. 
<p class="jove_c...

Watch this Scientific Journal Video about A Murine Model of Hemodialysis Access-Related Hand Dysfunction at JoVE.com

A Murine Model of Hemodialysis Access-Related Hand Dysfunction

Ce protocole détaille les étapes chirurgicales de la création de fistules artérioveineuses iliaques communes murines. Nous avons développé ce modèle pour étudier la physiopathologie des membres liée à l’accès à l’hémodialyse.

Un modèle murin de dysfonctionnement de la main lié à l’accès à l’hémodialyse

Chronic kidney disease is a major public health problem, and the prevalence of end-stage renal disease (ESRD) requiring chronic renal replacement ...

C’est le seul modèle animal disponible pour étudier les mécanismes responsables de l’ischémie des mains liée à l’accès à la dialyse. Le modèle fournit une plate-forme robuste pour examiner l’interaction complexe entre l’urémie et les perturbations neuromusculaires qui résultent des changements hémodynamiques résultant de la chirurgie de la fistule veineuse artérielle. Le dysfonctionnement de la main lié à l’accès affecte jusqu’à 60% des patients hémodialysés et peut avoir un impact sévère sur la qualité de vie des patients.Ce modèle nous aide à comprendre le handicap et à tester de nouvelles thérapies. La démonstration de la procédure sera assurée par le Dr Raymond Kim, chercheur postdoctoral de notre laboratoire. Pour commencer, placez la souris anesthésiée en décubitus dorsal sur une table d’opération recouverte d’un champ stérile et appliquez le lubrifiant oculaire pour protéger les yeux du dessèchement pendant la chirurgie.À l’aide d’une tondeuse à stylo, rasez les poils abdominaux pour l’opération et les poils des jambes pour les mesures de perfusion postopératoire, puis nettoyez les cheveux du champ chirurgical. Ensuite, fixez les membres supérieurs et inférieurs avec des élastiques et des pinces. Vérifiez la profondeur de l’anesthésie en surveillant le réflexe de pincement des orteils et titrez l’anesthésie au besoin.Effectuez l’évaluation du schéma respiratoire toutes les trois à cinq minutes tout au long de l’intervention chirurgicale pour calibrer le niveau d’anesthésie. Faites une laparotomie médiane du bord inférieur de la marge sternale à la symphyse pubienne, et disséquez le coussinet adipeux du pubis pour obtenir un champ opératoire plus large. Ouvrez la céliotomie pour accéder au contenu péritonéal et couvrez les intestins d’une éponge imbibée de solution saline imbibée de non-tissés.Ensuite, disséquez soigneusement le fascia périvasculaire et le tissu adipeux d’environ un centimètre proximal à la bifurcation aortique, en s’étendant jusqu’au niveau de la bifurcation iliaque gauche à l’aide de pinces Dumont droites et de petits cotons-tiges durs à double extrémité pointus. Ensuite, passez la pointe de la pince inclinée sous le faisceau vasculaire iliaque commun gauche et écartez-le doucement plusieurs fois pour mobiliser les vaisseaux de la musculature rétropéritonéale sous-jacente. Placez deux sutures de soie 4-0 autour du faisceau veineux iliaque commun isolé et utilisez-les comme ligatures du faisceau vasculaire.Ensuite, créez un seul nœud avec chaque cravate en soie 4-0 et appliquez-les séquentiellement, proximalement, puis distalement. Ensuite, en utilisant les cordes de suture en soie 4-0 comme poignées, faites pivoter le faisceau vasculaire veineux artériel iliaque gauche dans le sens des aiguilles d’une montre et affinez la position pour localiser temporairement la veine antérieure à l’artère. Faites une veinotomie longitudinale d’environ un millimètre avec un ciseau à ressort Vannas droit et rincez doucement le sang résiduel de la lumière veineuse avec une solution saline à 0,9%.Ensuite, placez une suture en nylon 10-0 impliquant à travers la paroi postérieure de la veine. Ensuite, saisissez les extrémités de suture impliquées et placez-les sous une légère tension pour déplacer la paroi antérieure de la paroi postérieure de l’artère iliaque. Ensuite, faites une incision elliptique d’une taille d’environ 1,0 par 0,3 millimètre à l’aide de ciseaux à ressort Vannas incurvés, en enlevant les parois adhérentes de l’artère iliaque et de la veine.Rincer doucement le sang résiduel de la lumière artérielle exposée avec une solution saline à 0,9% et une solution saline héparinisée. Après la création de la fistule veineuse artérielle, réparer la veinotomie initiale de la paroi antérieure en utilisant deux à trois sutures en nylon 10-0 de manière interrompue. Ensuite, restaurez le faisceau vasculaire à son orientation anatomique d’origine et placez un petit morceau d’éponge de gélatine absorbable imbibée de solution saline à côté de la veinotomie réparée pour faciliter l’hémostase.Ensuite, desserrez les ligatures de serrage croisée à un nœud unique 4-0 séquentiellement de distale à proximale, tout en surveillant de près le site de veinotomie pour détecter les saignements excessifs. Frottez doucement le faisceau vasculaire avec de petits cotons-tiges durs à double extrémité et pointus qui facilitent davantage le rétablissement du flux sanguin. Ensuite, confirmez le succès technique de l’opération en visualisant le sang oxygéné rouge vif pulsatile entrant dans la veine iliaque et se mélangeant au sang veineux foncé revenant du membre postérieur.Injecter une solution saline héparinée dans la veine cave inférieure pour l’anticoagulation systémique afin d’améliorer les résultats de la perméabilité de la fistule veineuse artérielle, et réinspecter le site chirurgical pour l’hémostase après l’injection de solution saline héparinisée. S’il n’y a pas de problèmes de saignement, fermez le fascia médian, puis l’incision cutanée avec des sutures résorbables 5-0 PGA en courant. L’échographie Doppler a été utilisée pour valider la perméabilité de la fistule veineuse artérielle.Le Doppler couleur a révélé un écoulement turbulent sur le site de la fistule, et l’élargissement spectral pulsatile a été visualisé lors de l’évaluation Doppler par onde de pouls. Si la fistule est patente, l’aorte a une vitesse systolique maximale et diastolique élevée, tandis que la veine cave inférieure développe une pulsatilité avec une vitesse maximale élevée. La dilatation des vaisseaux dans l’aorte et la veine cave inférieure est apparente avec des mesures pré et postopératoires en série.Les mesures échographiques Doppler en mode B et en onde de pouls après chirurgie ont révélé une dilatation des vaisseaux entrants et sortants et une augmentation de la vitesse systolique maximale par rapport aux animaux fictifs. L’évaluation Doppler au laser des membres postérieurs a montré que les déficits de perfusion POD gauche représentaient environ 20% du membre controlatéral après la chirurgie, avec une récupération progressive au fil du temps. Le déficit de perfusion du muscle tibial antérieur était d’environ 60% après la chirurgie, avec une récupération similaire.La fonction neuromotrice des membres postérieurs a été quantifiée par des tests de force de préhension et une analyse du modèle de marche sur tapis roulant, qui ont été effectués séquentiellement tout au long de la période de récupération. La force de préhension unilatérale attendue est d’environ 50% du membre controlatéral au quatrième jour postopératoire avec une récupération progressive. Chaque étape de microchirurgie doit être effectuée avec un soin particulier pour éviter les traumatismes nerveux ou vasculaires potentiels qui peuvent entraîner des changements substantiels dans l’hémodynamique et la pathologie des membres.Après la caractérisation du modèle, une multitude d’études examinant les facteurs biologiques de la dysfonction neuromusculaire résultant de la pose de fistules artérioveineuses ont pu être explorées.

Research

JoVE Journal

Medicine

Murine Model of Wound Healing

Modèle murin de la cicatrisation

Wound healing and repair are the most complex biological processes that occur in human life. After injury, multiple biological pathways become activated. ...

Recherche

Médecine

A New Murine Model of Endovascular Aortic Aneurysm Repair

Un nouveau modèle murin de endovasculaire anévrisme de l&#39;aorte réparation

Endovascular aneurysm exclusion is a validated technique to prevent aneurysm rupture. Long-term results highlight technique limitations and new aspects of ...

A Murine Model of Subarachnoid Hemorrhage

Un modèle murin d&#39;hémorragie sous-arachnoïdienne

In this video publication a standardized mouse model of subarachnoid  hemorrhage (SAH) is presented. Bleeding is induced by endovascular Circle of  Willis ...

A Preclinical Murine Model of Hepatic Metastases

Un préclinique modèle murin de métastases hépatiques

Numerous murine models have been developed to study human cancers and advance the understanding of cancer treatment and development. Here, a preclinical, ...

Ischemic Tissue Injury in the Dorsal Skinfold Chamber of the Mouse: A Skin Flap Model to Investigate Acute Persistent Ischemia

Lésion tissulaire ischémique dans le pli de la Chambre Souris Dorsale: Un lambeau de peau modèle pour étudier l&#39;ischémie aiguë et persistante

Despite profound expertise and advanced surgical techniques, ischemia-induced complications ranging from wound breakdown to extensive tissue necrosis are ...

A Murine Model of Irreversible and Reversible Unilateral Ureteric Obstruction

Un modèle murin d&#39;irréversible et réversible unilatérale obstruction urétérale

Obstruction of the kidney may affect native or transplanted kidneys and results in kidney injury and scarring. Presented here is a model of obstructive ...

Oxygen-Glucose Deprivation and Reoxygenation as an In Vitro Ischemia-Reperfusion Injury Model for Studying Blood-Brain Barrier Dysfunction

Oxygen-Glucose Deprivation and Reoxygenation as an In Vitro Ischemia-Reperfusion Injury Model for Studying Blood-Brain Barrier Dysfunction

Oxygène-glucose privation et réoxygénation comme un<em&gt; In Vitro</em&gt; Ischémie-reperfusion modèle pour étudier la dysfonction barrière hémato-encéphalique

Ischemia-Reperfusion (IR) injury is known to contribute significantly to the morbidity and mortality associated with ischemic strokes. Ischemic ...

Pre-clinical Orthotopic Murine Model of Human Prostate Cancer

Pré-clinique Orthotopique modèle murin de cancer de la prostate humaine

To study the multifaceted biology of prostate cancer, pre-clinical in vivo models offer a range of options to uncover critical biological information ...

A Mouse Model of Orthopedic Surgery to Study Postoperative Cognitive Dysfunction and Tissue Regeneration

Un modèle murin de la chirurgie orthopédique pour étudier la dysfonction Cognitive postopératoire et régénération des tissus

Surgery is commonly used to improve and maintain quality of life. Unfortunately, in vulnerable patients such as the elderly, complications may occur and ...

A Minimally Invasive Model to Analyze Endochondral Fracture Healing in Mice Under Standardized Biomechanical Conditions

Un modèle mini-Invasive pour analyser Endochondral Fracture de guérison chez des souris dans des Conditions biomécaniques

Bone healing models are necessary to analyze the complex mechanisms of fracture healing to improve clinical fracture treatment. During the last decade, an ...