Name: establishment of a simple and effective rat model for intraoperative parathyroid gland imaging
Uploaded: 2022-08-17T14:05:00
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Este estudo foi apoiado pela Fundação Nacional de Ciências Naturais da China (NSFC) (82172598), a Fundação de Ciências Naturais da Província de Zhejiang, China (LZ22H310001), o 551 Projeto de Treinamento de Talentos em Saúde da Comissão de Saúde da Província de Zhejiang, China, e o Projeto de Ciência e Tecnologia Médica e de Saúde da Província de Zhejiang, China (2021KY110).

Todos os estudos em animais foram aprovados pelo Comitê Institucional de Cuidados e Uso de Animais (IACUC) do Instituto de Medicina Básica e Câncer da Academia Chinesa de Ciências. Esta é uma cirurgia de não-sobrevivência.
1. Animal
<ol><li>Use uma rata SD fêmea de 6-8 semanas de idade, pesando 250 g, para imagens de PG intraoperatórias.</li>
</ol>2. Anestesia
<ol><li>Ligue a máquina de anestesia.</li>
	<l...

<ol>
	<li>Cope, O., Donaldson, G. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Relation+of+thyroid+and+parathyroid+glands+to+calcium+and+phosphorus+metabolism.+Study+of+a+case+with+coexistent+hypoparathyroidism+and+hyperthyroidism.">Relation of thyroid and parathyroid glands to calcium and phosphorus metabolism. Study of a case with coexistent hypoparathyroidism and hyperthyroidism.</a> The Journal of Clinical Investigation. 16 (3), 329-341 (1937).</li><li>Mansberger, A. R., Wei, J. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Surgical+embryology+and+anatomy+of+the+thyroid+and+parathyroid+glands.">Surgical embryology and anatomy of the thyroid and parathyroid glands.</a> Surgical Clinics of North America. 73 (4), 727-746 (1993).</li><li>Koch, A., Hofbeck, M., Dorr, H. G., Singer, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Hypocalcemia-induced+heart+failure+as+the+initial+symptom+of+hypoparathyroidism.">Hypocalcemia-induced heart failure as the initial symptom of hypoparathyroidism.</a> Zeitschrift f&#252;r Kardiologie. 88 (1), 10-13 (1999).</li><li>Shoback, D. 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=Presentation+of+hypoparathyroidism:+etiologies+and+clinical+features.">Presentation of hypoparathyroidism: etiologies and clinical features.</a> The Journal of Clinical Endocrinology &amp; Metabolism. 101 (6), 2300-2312 (2016).</li><li>Arneiro, A. J., 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=Self-report+of+psychological+symptoms+in+hypoparathyroidism+patients+on+conventional+therapy.">Self-report of psychological symptoms in hypoparathyroidism patients on conventional therapy.</a> Archives of Endocrinology Metabolism. 62 (3), 319-324 (2018).</li><li>Olson, E., Wintheiser, G., Wolfe, K. M., Droessler, J., Silberstein, P. 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H., 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=Incidental+parathyroidectomy+during+thyroid+surgery:+an+underappreciated+complication+of+thyroidectomy.">Incidental parathyroidectomy during thyroid surgery: an underappreciated complication of thyroidectomy.</a> World Journal of Surgery. 29 (12), 1539-1543 (2005).</li><li>Sahyouni, 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=Rate+of+incidental+parathyroidectomy+in+a+pediatric+population.">Rate of incidental parathyroidectomy in a pediatric population.</a> OTO Open. 5 (4), (2021).</li><li>Erickson, A. K., 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=Incidence,+survival+time,+and+surgical+treatment+of+parathyroid+carcinomas+in+dogs:+100+cases+(2010-2019).">Incidence, survival time, and surgical treatment of parathyroid carcinomas in dogs: 100 cases (2010-2019).</a> Journal of the American Veterinary Medical Association. 259 (11), 1309-1317 (2021).</li><li>Bi, R., Fan, Y., Luo, E., Yuan, Q., Mannstadt, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Two+techniques+to+create+hypoparathyroid+mice:+parathyroidectomy+using+GFP+glands+and+diphtheria-toxin-mediated+parathyroid+ablation.">Two techniques to create hypoparathyroid mice: parathyroidectomy using GFP glands and diphtheria-toxin-mediated parathyroid ablation.</a> Journal of Visualized Experiments. (121), e55010 (2017).</li><li>Soulsby, S. N., Holland, M., Hudson, J. A., Behrend, E. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ultrasonographic+evaluation+of+adrenal+gland+size+compared+to+body+weight+in+normal+dogs.">Ultrasonographic evaluation of adrenal gland size compared to body weight in normal dogs.</a> Veterinary Radiology &amp; Ultrasound. 56 (3), 317-326 (2015).</li><li>Zheng, W. H., 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=Biodegradable+iron+oxide+nanoparticles+for+intraoperative+parathyroid+gland+imaging+in+thyroidectomy.">Biodegradable iron oxide nanoparticles for intraoperative parathyroid gland imaging in thyroidectomy.</a> PNAS Nexus. 1 (3), 087 (2022).</li></ol>

Demonstramos uma técnica de imagem negativa guiada por IONPs de PG de ratos usando IONPs pretos, que foram injetados localmente no centro da glândula tireoide e difundidos dentro da glândula tireoide, mas não no PG. Permite a identificação clara do PG a olho nu sem o auxílio de qualquer microscópio. Embora camundongos transgênicos com proteína verde fluorescente seletivamente expressa no PG tenham sido relatados13, o modelo descrito neste artigo é mais simples de executar. Leva apenas ~...

A glândula paratireoide (PG) é uma pequena glândula endócrina de forma oval localizada no pescoço de humanos e outros vertebrados, que produzem e secretam hormônios paratireoidianos para regular e equilibrar os níveis de cálcio e fósforo no sangue e nos ossos1. Os seres humanos geralmente têm dois pares de PG localizados atrás dos lobos da glândula tireoide em locais variáveis; o tamanho do PG humano normalmente mede 6 mm x 4 mm x 2 mm, com um peso de aproximadamente 35-40 mg2. A remoção ou dano do PG causa hipoparatireoidismo (HP), um distúrbio endócrino caracterizado por hipocalcemia e níveis baixos ou indetectáveis de hormônios paratireoidianos, que causam uma ampla gama de sintomas, desde espasmos semelhantes a cãibras a dentes malformados e doenças renais crônicas. Algumas dessas complicações são fatais (por exemplo, insuficiência cardíaca e convulsão)3,4,5; assim, PG é essencial na regulação do metabolismo do corpo e sustentação da vida.
A HP é uma das complicações mais comuns após a cirurgia do colo anterior, principalmente na tireoidectomia, um tratamento curativo bem estabelecido para o câncer de tireoide, que é o câncer endócrino mais comum em todo o mundo 6,7. A HP pós-tireoidectomia é predominantemente causada por trauma direto, isquemia ou remoção do PG em cirurgia devido a uma grave falta de capacidade de discriminar de forma confiável o PG dos lobos da glândula tireoide e outros tecidos circundantes (por exemplo, linfonodos e partículas de gordura periféricas) em tempo real na sala de cirurgia. Em 2021, Barrios et al. relataram uma taxa média de mis-section de PG de 22,4% em 1.114 casos de tireoidectomia, e até mesmo cirurgiões experientes que tinham uma taxa de erro mínima de 7,7%8. Tais altas taxas de mis-section de PG são consistentes com outros relatos semelhantes 9,10,11. Assim, a paratireoidectomia incorreta é um fator de risco independente para HP pós-operatória transitória e permanente.
O desenvolvimento de métodos eficazes de identificação intraoperatória de PG é a chave para abordar essa necessidade médica crítica não atendida; no entanto, tem sido severamente limitada pela falta de modelos animais na pesquisa pré-clínica. Até o momento, a maioria das investigações intraoperatórias de identificação de PG tem sido realizada em pacientes humanos e animais de grande porte (por exemplo, cães)12, que são caros e difíceis de receber aprovação ética, expandir o número de sujeitos e repetir os testes. Enquanto isso, o rato, o modelo de vertebrado mais comumente usado em pesquisas biológicas, tem PG extremamente pequeno, com um tamanho inferior a 1 mm13. Devido a essa limitação, os modelos de PG de camundongos raramente têm sido utilizados em pesquisas de identificação de PG intraoperatórias.
Este artigo relata o estabelecimento de um modelo de rato simples, direto e eficaz para estudos de identificação de PG intraoperatórios. Investigamos o uso de ratos nativos de Sprague-Dawley (SD) sem modificações cirúrgicas ou engenharia genética como um modelo animal confiável para testar um agente de contraste de imagem PG, IONPs, em uma cirurgia de tireoidectomia. Este modelo de rato demonstra uma estrutura fisiológica altamente semelhante de PG e do microambiente circundante ao dos seres humanos, e o tamanho do PG de rato é grande o suficiente para ser detectado visualmente em comparação com os de camundongos. A maioria dos ratos tem um PG em cada lado da glândula tireoide. A simplicidade e a eficácia deste modelo de rato foram demonstradas através da realização de imagens PG intraoperatórias com IONP na cirurgia de tireoidectomia.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>alcohol</td>
			<td>Li feng</td>
			<td>9400820067</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>anesthesia machine</td>
			<td>RWD Company</td>
			<td>R520IE</td>
			<td>Machine number</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>blade</td>
			<td>Daopian</td>
			<td>TB-JZ-10#</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>cylindrical pillow</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>made by ourselves</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>depilatory cream</td>
			<td>Nair</td>
			<td>TMG-001</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>electronic scale</td>
			<td>Hong xingda</td>
			<td>CN-HXD2</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>eosin</td>
			<td>Thermo Fisher (Waltham, USA).</td>
			<td>C0105S-2</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>erythromycin</td>
			<td>Shuang ji (Beijing, China)</td>
			<td>200409</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>gauze</td>
			<td>Fulanns</td>
			<td>YY0331-2006</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>heating pad</td>
			<td>Johon (ShenZhen,China)</td>
			<td>JH-36-2006</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>hematoxylin</td>
			<td>Thermo Fisher (Waltham, USA).</td>
			<td>C0105S-1</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>insulin injection needle</td>
			<td>Jiangyin NanquanMacromolecule</td>
			<td>20170702</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>iodophor cotton ball</td>
			<td>HOYON</td>
			<td>19-6007</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>iron oxide nanoparticle solution</td>
			<td>Zhongke Leiming Technology (Beijing, China)</td>
			<td>Mag9110-05</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>isoflurane</td>
			<td>Sigma Aldrich (St Louis USA).</td>
			<td>21112801</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>needle holder</td>
			<td>Meijun</td>
			<td>MH0587</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>operation table</td>
			<td>BioJane</td>
			<td>BJ-P-M</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>paraformaldehyde solution</td>
			<td>Biosharp</td>
			<td>21269333</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>rubber</td>
			<td>G-CLONE</td>
			<td> 
			XT41050</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>scanning machine</td>
			<td>Olympus</td>
			<td>Slideview VS200</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>surgical forceps</td>
			<td>Suping</td>
			<td>SPHC-0676</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>surgical knife handle</td>
			<td>Aladdin</td>
			<td>S3052-06-1EA</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>surgical retractor</td>
			<td>TOCYTO</td>
			<td>18-4010</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>surgical scissors</td>
			<td>Suping</td>
			<td>SPHC-0795</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>surgical towel</td>
			<td>Along technology</td>
			<td>YCKJ-RJ-036205</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>suture</td>
			<td>Ethicon</td>
			<td>SA84G</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>suture with needle</td>
			<td>Jinhuan (Shanghai,China)</td>
			<td>F301</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>vascular forceps</td>
			<td>Along technology</td>
			<td>YCKJ-RJ-016218</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Water Bath-Slide Drier</td>
			<td>Hua su (Jinhua, China)</td>
			<td>HS-1145</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

establishment of a simple and effective rat model for intraoperative parathyroid gland imaging

A identificação da glândula paratireoide (PG) é uma necessidade crítica não atendida na tireoidectomia. A identificação do PG é um desafio na cirurgia da tireoide, pois é semelhante em cor à glândula tireoide. A falta de modelos animais eficazes na pesquisa pré-clínica é uma grave limitação para o desenvolvimento de técnicas de identificação de PG. Este protocolo permite o estabelecimento de um modelo de rato simples e eficaz para a identificação de PG. Neste modelo, as nanopartículas de óxido de ferro preto (IONPs) são injetadas localmente na glândula tireoide e rapidamente difundidas dentro da glândula tireoide, mas não no PG. Um PG corado negativamente e uma glândula tireoide positivamente corada podem ser facilmente identificados a olho nu sem a necessidade de microscópios externos. A posição do PG pode ser identificada pelo aumento do contraste de cores entre a glândula tireoide e o PG, com base na cor dos IONPs pretos. Este modelo de rato é de baixo custo e conveniente para a identificação de PG, e os IONPs são um novo agente de contraste PG.

Neste modelo animal, incisamos cirurgicamente o pescoço de um rato SD para expor a traqueia, a laringe e os tecidos circundantes. Em seguida, a glândula tireoide estava visualmente localizada em ambos os lados da traqueia; é em forma de borboleta e aproximadamente 3 mm x 5 mm de tamanho. Um par de PG geralmente está localizado na parte superior da glândula tireoide, e sua cor é muito semelhante à dos lobos da glândula tireoide, tornando extremamente difícil distingui-los a olho nu (Figura 1<...

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Establishment of a Simple and Effective Rat Model for Intraoperative Parathyroid Gland Imaging

Até o momento, o desenvolvimento de métodos de identificação da glândula paratireoide (PG) é limitado pela falta de modelos animais na pesquisa pré-clínica. Aqui, estabelecemos um modelo de rato simples e eficaz para imagens de PG intraoperatórias e avaliamos sua eficácia usando nanopartículas de óxido de ferro como um novo agente de contraste PG.

Estabelecimento de um Modelo de Rato Simples e Eficaz para Imagem Intraoperatória da Glândula Paratireoide

Parathyroid gland (PG) identification is a critical unmet need in thyroidectomy. The identification of the PG is challenging in thyroid surgery as it is ...

A glândula paratireoide é um pequeno órgão com funções muito importantes. Nosso protocolo pode ser usado para o desenvolvimento de novas tecnologias de identificação de PG que podem ajudar os cirurgiões a protegê-lo durante a tireoidectomia para câncer de tireoide. A principal vantagem deste modelo é que ele pode observar uma clara diferença entre a tireoide e os PGs através da imagem negativa do IONP.Além disso, o custo e a dificuldade operacional são consideravelmente menores para este modelo de rato do que para modelos animais de grande porte. Para começar, coloque uma almofada de aquecimento pré-aquecida na mesa cirúrgica, a fim de manter a temperatura corporal do animal durante a cirurgia e, em seguida, transfira o rato anestesiado para uma cortina cirúrgica colocada na mesa de operação. Usando elásticos, fixe os membros do rato à mesa de operação e coloque um travesseiro cilíndrico feito de cortina sob o ombro do rato para inclinar a cabeça para trás, expondo completamente a área do pescoço, em seguida, aplique creme depilatório na área do pescoço, até o espaço submandibular, até o processo xifoide e, em ambos os lados, para o exterior do músculo esternocleidomastoideo.Após três minutos, limpe suavemente o cabelo e o creme depilatório com um lenço de papel. Em seguida, usando uma bola de algodão iodóforo, esterilize o meio do pescoço e a área circundante. do qual o cabelo é removido.Cubra o animal com uma cortina cirúrgica, mantendo o orifício alinhado com a área desinfetada. Usando o bisturi, faça aproximadamente uma incisão longitudinal de cinco centímetros na linha média anterior do pescoço do rato. Levante a pele ao longo de ambos os lados da incisão e usando uma tesoura, cortada longitudinalmente ao longo da linha alba cervical.Use fórceps para separar o músculo esterno-hióideo e esternotireoide. Aperte os músculos separados na frente do pescoço usando pinça vascular e puxe o tecido pinçado para fora. Usando a agulha, passe a sutura através do tecido pinçado.Faça um nó e fixe a sutura na cortina cirúrgica da mesa de operação. Localize a cartilagem tireoidiana com base em sua forma de escudo e cartilagem cricoide com base em sua forma de anel como o limite superior na área de operação, em seguida, localize a traqueia com base em sua forma de anel de cartilagem tubular na frente e no meio do pescoço como o limite inferior na área de operação. Localize a glândula tireoide, uma glândula vermelha em forma de borboleta no lado oposto da traqueia entre os limites superior e inferior.Em seguida, localize duas glândulas paratireoides em uma forma fusiforme que são avermelhadas, mas mais leves do que a glândula tireoide circundante com um certo limite nos lados superior e externo da glândula tireoide. Tire uma fotografia frontal das glândulas paratireoides com a traqueia, tireoide e laringe. Dissecar a parte de trás do esôfago e, usando um afastador, expor o lado direito das glândulas paratireoides.Tire uma fotografia do lado direito das glândulas paratireoides com a glândula tireoide e a traqueia e, da mesma forma, exponha e capture o lado esquerdo das glândulas. Use uma seringa de insulina para injetar localmente 10 microlitros de suspensão de nanopartículas de óxido de ferro preto no centro da glândula tireoide e pressione suavemente o local da injeção com gaze por cinco segundos, em seguida, observe a rápida difusão das nanopartículas de óxido de ferro preto dentro das glândulas tireoides, mas não as glândulas paratireoides, pois mancha negativamente as glândulas paratireoides e as diferencia da tireoide circundante. Capture as fotografias frontais, esquerdas e direitas das glândulas paratireoides coradas negativamente, juntamente com a traqueia, a glândula tireoide e a laringe.Após a injeção, o agente de contraste, nanopartículas de óxido de ferro preto, difunde-se prontamente dentro da glândula tireoide e mancha-a de preto, mas não pode se infiltrar na glândula paratireoide devido à sua alta densidade tecidual. A análise histológica das nanopartículas de óxido de ferro preto injetadas na glândula tireoide revelou que as glândulas paratireoides são enriquecidas com células principais estreitamente alinhadas, enquanto a glândula tireoide apresenta muitos lúmens soltos, indicando densidade tecidual muito menor. Duas coisas importantes devem ser lembradas neste procedimento.Primeiro, a postura do rato. Recomendamos inclinar as orelhas e a cabeça para trás, expondo completamente a área do pescoço. Em segundo lugar, quando injetamos os IONPs, devemos usar uma agulha de garantia fina, porque a superfície da tireoide está cheia de vasos sanguíneos.Este procedimento também pode ser realizado por imagem de autofluorescência do PG, que não é invasivo, fornece informações em tempo real e não usa corante como agente de contraste, mas o sinal de autofluorescência é fraco e a eficiência da imagem também é fraca. Outros pesquisadores podem usar esse modelo de rato simples e eficaz para desenvolver e avaliar novas tecnologias e produtos de identificação de PG, em vez de usar animais de grande porte mais complicados e caros, como cães e porcos.

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