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Method Article
El modelo porcino de máquina de perfusión normotérmica hepática (NMP), descrito aquí, se puede utilizar con éxito para estudiar la NMP como estrategia de preservación, una herramienta para la evaluación de la viabilidad y una plataforma para la reparación de órganos. Tiene un alto valor traslacional, sin embargo, es técnicamente desafiante y requiere mucha mano de obra.
Los modelos porcinos de perfusión normotérmica ex situ hepática (NMP) se utilizan cada vez más en la investigación de trasplantes. A diferencia de los roedores, los hígados porcinos son anatómica y fisiológicamente similares a los humanos, con un tamaño de órgano y una composición biliar similares. La NMP preserva el injerto hepático en condiciones casi fisiológicas al recircular una perfusión a base de glóbulos rojos caliente, oxigenada y enriquecida con nutrientes a través de la vasculatura hepática. La NMP se puede utilizar para estudiar la lesión por isquemia-reperfusión, preservar un hígado ex situ antes del trasplante, evaluar la función del hígado antes de la implantación y proporcionar una plataforma para la reparación y regeneración de órganos. Alternativamente, se puede usar NMP con una perfusión a base de sangre total para imitar el trasplante. Sin embargo, este modelo es intensivo en mano de obra, técnicamente desafiante y conlleva un alto costo financiero.
En este modelo de NMP porcino, utilizamos hígados dañados isquémicos calientes (correspondientes a la donación después de la muerte circulatoria). En primer lugar, se inicia la anestesia general con ventilación mecánica, seguida de la inducción de isquemia caliente mediante el pinzamiento de la aorta torácica durante 60 min. Las cánulas insertadas en la aorta abdominal y la vena porta permiten la extracción del hígado con una solución de conservación fría. La sangre expulsada se lava con un protector de células para obtener glóbulos rojos concentrados. Después de la hepatectomía, se insertan cánulas en la vena porta, la arteria hepática y la vena cava infrahepática y se conectan a un circuito de perfusión cerrado preparado con un expansor de plasma y glóbulos rojos. Se incluye un oxigenador de fibra hueca en el circuito y se acopla a un intercambiador de calor para mantener una pO2 de 70-100 mmHg a 38 °C. La NMP se logra mediante un flujo continuo directamente a través de la arteria y a través de un depósito venoso a través de la vena porta. Los caudales, las presiones y los valores de gases en sangre se controlan continuamente. Para evaluar la lesión hepática, se toman muestras de perfusión y tejido en puntos de tiempo predefinidos; La bilis se recoge a través de una cánula en el conducto biliar común.
El trasplante de hígado es el único tratamiento definitivo para la insuficiencia hepática terminal; Sin embargo, su éxito se ve limitado por un desequilibrio persistente entre los pacientes en lista de espera y la disponibilidad de órganos de posibles donantes1. Para aumentar el número de donantes, los criterios de los donantes se han ampliado gradualmente en la última década, incluyendo la edad avanzada del donante, la esteatosis hepática y la donación después de la muerte circulatoria (DCD)2,3. Durante un procedimiento de DCD, el hígado sufre invariablemente un período de isquemia caliente entre la retirada de la terapia de soporte vital, la declaración de muerte y el enfriamiento y conservación in situ, agravando la lesión por isquemia-reperfusión (IRI)4. Como resultado, los hígados con DCD se asocian con una mayor incidencia de disfunción temprana del injerto y complicaciones biliares 5,6.
Para estos hígados de donantes de alto riesgo, la conservación convencional con almacenamiento estático en frío no ofrece suficiente protección contra la IRI. Hasta ahora, las estrategias alternativas de conservación, como la perfusión normotérmica con máquina (NMP), han ganado una tracción considerable. Durante la perfusión normotérmica de la máquina, el hígado se conecta ex situ a un circuito aislado y se perfunde con una perfusión oxigenada y enriquecida en nutrientes a temperatura corporal. Los ensayos clínicos sugieren que la NMP reduce la lesión hepatocelular, como se refleja en la reducción de la liberación máxima de transaminasas y la disfunción temprana del injerto7. Sin embargo, se sabe poco sobre la biología de las células hepáticas durante la NMP8.
Los modelos animales han sido fundamentales en la evolución del trasplante de hígado. A diferencia de los modelos de roedores, se considera que el cerdo tiene un mayor valor traslacional, ya que el hígado porcino es anatómica y fisiológicamente similar al de los humanos, con un tamaño de órgano y una composición biliar similares. Sin embargo, los modelos de trasplante de hígado porcino son laboriosos, difíciles de estandarizar y conllevan un costo financiero significativamente mayor.
El NMP de hígado porcino se puede utilizar para diferentes propósitos. Se puede aplicar para imitar el trasplante ex situ cuando se utiliza una perfusión basada en sangre completa, para preservar el hígado de un donante en un entorno protector con una perfusión basada en glóbulos rojos con depleción de leucocitos, para evaluar posibles biomarcadores que predicen la función hepática ex situ antes del trasplante, o como plataforma para investigar la terapia regenerativa 9,10,11.
La adopción de modelos de NMP de hígado porcino es un desafío, mientras que los aspectos técnicos relacionados con la cirugía y la perfusión apenas se describen. En nuestro laboratorio de investigación, adoptamos la configuración NMP descrita originalmente por Butler et al.12 para desarrollar y validar un modelo de perfusión hepática aislada ex situ porcina de 24 h que podría usarse tanto para preservar un injerto hepático para trasplante como para imitar un trasplante. Aquí, describimos un protocolo paso a paso; En otros lugares se publica un marco metodológico y posibles escollos9.
Todos los experimentos se llevaron a cabo después de la aprobación del comité de cuidado animal de KU Leuven y de acuerdo con las directrices europeas.
1. Información sobre animales
NOTA: Para este protocolo de estudio se utilizan cerdos machos TOPIGS TN70, de 3 meses de edad, con un peso corporal de aproximadamente 30 kg y un peso hepático de 600-700 g.
2. Preparación de la configuración de perfusión
3. Inducción de la anestesia
4. Cirugía
5. Perfusión de la máquina normotérmica
El protocolo de perfusión presentado utiliza la autorregulación del flujo sanguíneo hepático para lograr condiciones hemodinámicas estables hasta por 24 h y simular la distribución fisiológica del flujo sanguíneo en la vena porta y la arteria hepática. La figura 1 representa una descripción esquemática del circuito de perfusión. La figura 2A muestra una distribución constante del flujo sanguíneo, con la vena porta ...
Aquí, hemos detallado nuestra experiencia con el hígado porcino NMP. Las ventajas de esta técnica incluyen un alto valor traslacional y versatilidad. La NMP del hígado porcino se puede aplicar para investigar y aumentar la comprensión de esta técnica de preservación mejorada o, alternativamente, para imitar el trasplante. Esta configuración permite el control manual de todos los aspectos de la perfusión, lo que permite ajustar la presión y el flujo tanto portal como arterial de...
Los autores no tienen nada que revelar.
Los autores desean agradecer a todos los estudiantes de investigación de la facultad de medicina de KU Leuven involucrados en estos experimentos.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Alaris GH Plus syringe pump | BD Care Fusion | 80023 UN 01-G | |
Anesthesia device | Dräger | Titus | |
Arterial catheter Cavafix Certo | Braun, Melsungen, Germany | BRAU4152557 | |
Blood gas analyzer | Radiometer | ABL815 | |
Calcium gluconate 10% | Braun, Melsungen, Germany | 570/13596667/1214 | |
Capnograph | Dräger | Scio | |
Cell saver | Medtronic | AutoLog | |
Centrifugal pump Biomedicus | Medtronic | 85315 REV 3.0 | |
Centrifuge Rotina 420R Hettich | VWR | 521-1156 | |
Custom made perfusion circuit | Medtronic | M323901C | |
Disposable set cell saver | Medtronic | ATLS24 | |
DLP Single stage venous cannula, straight 20F | Medtronic | 66120 | |
Epoprostenol | GlaxoSmithKline Belgium, Wavre, Belgium | Flolan | |
Fentanyl-Janssen 0.05 mg/mL | Janssen | HK-08700 | |
Flow sensor BioPro TT | Em-Tec | 12271 | |
Formaldehyde 4% | VWR | VWRK4078.9005 | |
Freezer -80 °C | New Brunswick Scientific | U570-86 | |
Fridge | Liebherr | CUP 3513 | |
Geloplasma | Fresenius-Kabi, Bad Homburg, Germany | freeflex | |
Heater cooler | Stöckert-Shiley, Sorin group | 16-02-1950 | |
Heparin 5000 IE/mL | Leo Pharma, Ballerup, Denmark | HeparinLeo | |
Hepatic artery canula | Medtronic | BIO-MEDICUS 12F | |
IGL-1 organ preservation solution | Institut Georges Lopez | IGL-1/1000/D | |
In-line blood gas analyzer | TERUMO | Calibrator 3MCDI 540/CDI 500 | |
Insulin 200 IU Actrapid | Novo Nordisk, Dagsvaerd, Denmark | MEDI-00018 | |
Isoflurane 1000 mg/g Inhalation vapour | Chanelle Pharma | Iso-Vet | |
IV catheter BD Insyte-W 20 G | BD | 381334 | |
Liquid nitrogen tank | KGW Isotherm | S22 | |
Mersilene 250CM M3 USP2/0 non needled ligapak | JNJ medical | F4503 | |
Mersilene 250CM M3.5 USP0 non needled ligapak | JNJ medical | F4504 | |
Mersilene 5X70CM M3.5 USP0 non needled | JNJ medical | EH6935H | |
Mersilene 6X45CM M3 USP2/0 non needled | JNJ medical | EH6734H | |
Micro pipettes 1000 µL | Socorex | 82,51,000 | |
Monitoring | Siemens | SC 8000 | |
Plasmalyte Viaflo | Baxter | Plasmalyte Viaflo | |
Portal vein canula | CALMED LABS | 18F RV-40018 | |
Pressure sensor | Stöckert-Shiley, Sorin group | 22-06-2000 | |
Pressure servo regulator | Medtronic | BM 9505-2 | |
Prolene 4-0 | JNJ medical | EH7151H | |
Roller pump | Cobe Century USA | 468048-000 REV C | |
Sodium bicarbonate 8.4% | Braun, Melsungen, Germany | 362 2339 | |
Sodium taurocholate | Sigma Aldrich, Burlington, USA | 86339 | |
Surgical scalpel nr 24 | Swann Morton | 0211 | |
Venous catheter, 3-lumen; 12FR | ARROW | AK-12123-F | |
Vicryl Vio 250CM M2 USP3/0 non needled gigapak | JNJ medical | V1205G | |
Xylazine 2% | VMD Livestock pharma | XYL-M 2% | |
Zinacef Cefuroxime 750 mg | GlaxoSmithKline Belgium, Wavre, Belgium | NDC 0173-0353-32 | |
Zoletil 100 | Virbac | Zoletil 100 |
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